Устройство для измерения магнит-ного поля

Союз Советскик

Социалистнческик

Республнк

ОЛИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИВ4ЛВУ вв822091

/

Ф г (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 220579 (21) 2768917/18-21 (Я)М. Кл,Р

6 01 R ЗЭ/02 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (З) НМ4 821. З17. .44(088.8) Опубликовано 1 0481. бюллетень ЙФ 14

Дата опубликования описания 15,0431

A.Â. Рагаускас /

j

Каунасский политехнический институт им. Антанаса .Снечкуса (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении величины индукции постоянного и переменного магнитного поля, а также при измерении величины ее градиента.

Известны устройства измерения постоянных и переменных магнитных полей, содержащие два гальваномагнитных преобразователя, например датчики Холла, введенные в измеряемое поле и установленные на определенном расстоянии друг от друга, источники тока питания и регистрирующие приборы типа вольтметров (11. 15

Этим устройствам присущи погрешности измерения градиента индукции магнитного поля из.-за неидентичности обоих преобразователей и режимов их работы. 20

Известно также устройство, содержащее йолевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник-диэлектрик-металл(МДПДМ), источник постоянного тока питания, 2з импульсный генератор управляющего напряжения и выходные регистрирующие приборы (2) .

Однако в данном устройстве информа.ция о средней величине измеряемой 30 индукции магнитного поля и величине ее градиента регистрируется последовательно в различные моменты времени.

Поэтому при измерениях в переменных магнитных полях из-за несинхронного режима работы обоих измерительных каналов имеется динамическая погрешность измерения. Кроме того, в этом устройотве при работе в.диапазоне температур имеется погрешность из-за температурного дрейфа выходного "нулевого" уровня магнитотранзистора.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитного поля, содержащее полевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник-диэлектрик-металл, геиератор гармонического управляющего напряжения и два регистрирующих прибора, введены два полосовых фильтра, второй генератор гармонического управляющего напряжения, частота которого отлична от частоты первого генератора управляющего напряжения, сумматор и вычитающий блок, причем выходы обоих генераторов через сумматор соединены с

822091 первым полевым электродом магнитотранэистора и через вычитающий блок соединены с вторым полевым электродом магнитотранзистора, а входы регистрирующих приборов соединены с магнитотранзистором через соответствующие полосовые фильтры, первый

5 иэ которых настроен на частоту пер1 вого, а второй настроен на частоту вторЬго генератора управляющего напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство состоит иэ полевого магнитотранзистора 1 со структурой МДПДМ с полевыми электродами 2 и 3, соеди- 15 ненного с источником 4 постоянного тока питания, первого 5 и второго 6 генераторов гармонических управляющих напряжений,.сумматора 7,вычитающего блока 8, первого 9 и второго 10 2О полосовых фильтров, а также регистрирующих приборов 11 и 12 типа измерителей амплитуды переменного напряжения. Выходы генераторов 5 и 6 через сумматор 7 соединены с полевым электродом 2 магнитотранэистора 1, а также через вычитающий блок 8 соединены с полевым электродом 3 магнитотранзистора 1. Точка соединения источника 4 тока питания и магнитотранзистора 1 через полосовой фильтр 9 соединена с регистрирующим прибором

11 и через полосовой фильтр 10 с регистрирующим прибором 12.

Устройство работает следующим образом. 35

Частоты f и f6 гармонических напряжений генераторов 5 и 6 установлены из условия

Ув 8

Фильтр 9 настроен на частоту f+ „ а фильтр 10 — на частоту f6 „ причем полосы передаваевых частот фильтров не перекрываются.

Управляющее напряжение 0,2(t) приложенное к полевому электроду 2 магнитотранзистора 1, имеет вид

UQ(t) 05со$ в5Й+0 cosv)(t), приложенное к полевому электроду 3, выражается формулой

0 (с)-05с0800 Ф.-0 с0$ (ю t где Upi 06 - амплитудные значения гармонических напряжений с часто-: р) тами Г, Г .

В диапазоне слабых магнитных полей с величиной индукции 0-100 мГ и ее градиента о- о, при величинах 060gc300 В, магнитотранэистор 1 у описывается с точностью + 1% выражением 3 Ь(|()-0(фу Ь гскб(0()+u ()), (! где 0,,„ — выходное напряжеане магнитотранзистора 1; у — магниточувствительность магнитотранзистора 1, мТр

 — средняя по ширине магнитотранзистора 1 величина магнитной индукции измеряемого поляр

Трддв — градиентная магниточув.ствительность магнитотранN YL зистора 1, „ ; ф" Р Ь вЂ” поперечный градиент индукции измеряемого магнитного поля.

При этом выходной полезный сигнал магнитотранзнстора 1, согласно выражению (1), имеет вид

05>iÕ ) 68 0РБ(й>6 М7 В. гаИВ.20 С0$Юф. (>)

Из выражения (2) следует, что в спектре выходного сигнала магнито- . транзистора 1 имеются две информационные гармонические компоненты, амплитуды которых пропорциональны измеряемым величинам В и gvad B. Эти компоненты разделяются с помощью фильтров 9 и 10.

Таким образом, регистрирующие приборы 11 и 12 синхронно регистрируют измеряемые величины <р"адЬ и В. При переменных величинах B(t) и B(t) требуемая величина динамической погрешности обоих синхронных измерительных каналов устанавливается соответствующим выбором ширины после эффективно передаваемых частот полосовых фильтров 9 и 10. Погрешность из-за дрейфа "нуля" исключена, так как спектры полезных сигналов и "нулевого" сигнала на выходе магнитотранзистора 1 не перекрываются.

Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечена синхронная работа каналов измерения постоянной или переменной магнитной индукции и ее градиента и увеличена точность при измерении двух параметров магнитного поля. Германиевые магнитотранзисторы обеспечивают вольтовую магниточувствительностьg<2$ > 100 .- вольтовую грав9 диентную магниточувствительность мЕ

3" уды& 20+4 „ и градиентную частоту f„> 20 кГц. Использование изобретения позволяет строить быстродействующие измерительные установки для контроля переменных неоднородных маг.— нитных полей по двум параметрам— величине средней индукции и ее градиента — с помощью одного прямого полупроводникового измерительного преобразователя-магнитотранзистора со структурой МДПДМ. Отличительной особенностью изобретения является син822091

Составитель Е. Данилина

Редактор М. Циткина Техред Н.Майорош - Корректор М. Вигула

Заказ 1842/70 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МосКва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хронность работы обоих измерительных каналов и повышенная точность.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитно5 го поля, содержащее полевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник-диэлектрикметалл, генератор гармонического управляющего напряжения и два регистрирующих прибора, о т .л. и ч а в щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два полосовых фильтра, второй генератор гармонического управляющего íà - >5 пряжения, частота которой отлична от частоты первого генератора управляющего напряжения, сумматор и вычитающий блок, причем выходы обоих генераторов через сумматор соединены с первым полевым электродом магнитотранзистора и через вычитающий блок соединены с вторым полевым электродом . магнитотранзистора, а входы регистрНрующих приборов соединены с магнитотранзистором через соответствующие полосовые фильтры, первый .из которых .настроен на частоту первого, а вто рой настроен на частоту второго генератора управляющего напряжения °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 10.В. Афанасьев и др. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л., 1972, с. 226.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2666316/21, 26.03.79.