Преобразователь амплитуды переменного тока в импульсный сигнал

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву-(22) Заявлено 190381 (21) 3281367/18-21

Р М К з

G 01 R 19/04 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2311.82. Бюллетень ¹ 43

f 53) УДК 621. 317, 7 (088. 8) Дата опубликования описания 2Ь1182 (72) Авторы изобретения

В.N. Мамиконян и С.О. Варданян!

Ленинаканский филиал Ереванского политехнического института им. К. Маркса

{71) Заявитель.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО

TOKE В ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям переменных электрических величин, и может быть использовано в цифровых измерителях амплитуды переменного тока.

Известны преобразователи амплитуды переменного тока в импульсный сигнал, содержащие магнитопленоч- 10 ный чувствительный элемент и выходное: устройство в виде съемных зондов, чувствительный элемент представляет собой магнитную пленку с одноосной анизотропией, нанесенную на клинообразную шину, ось легкого намагничивания (ОЛН) магнитной пленки параллельна оси симметрии клина, с боковыми гранями последнего соединен источник преобразуемого тока, шина, магнитная пленка и проводники зондов изолированы друг от друга диэлектрическими слоями. Под действием .магнитного поля преобразуемого перемененного, например синусоидального тока, в магнитной пленке перемещает, ся доменная граница. Так как в движу-! щейся доменной границе происходит вращение вектора намагниченности, то изменяющееся магнитное поле созда,. ет вихревое поле, вызывающее появле-":. Х ние сторонней ЭДС. В результате, при прохождении доменной границы над4 точечными контактами, на выходных клеммах зондов возникают импульсы напряжения, полярность которых зависит от направления перемагничивания, а число — от числа охваченных перемагниченной областью мест присоединения контактов к пленке, что в свою очередь пропорционально амплитуде переменного тока 1).

В известном преобразователе выход . ное устройство выполнено в виде съемных зондов, имеющих точечные контакты и тонкопленочные проводники.

Зонды прошивают верхний изоляционный слой преобразователя и соединяются точечными контактами с лагнитной пленкой. Тонкопленочные проводники зондов расположены поверх изоляционного слоя и электрически соединяют между собой раздельно четные и нечетные точечные контакты. Такое выполнение выходного устройства усложняет конструкцию преобразователя и, следовательнЬ, технологию его изго-, товления.

Целью изобретения является упрошение конструкции преобразователя

> амплитуды переменного тока в импульсный сигнал.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе амплитуды переменного тока в импульсный сигнал, содержащем чувствительный элемент 5 в виде тонкой магнитной пленки с одноосной анизотропией, нанесенной поверх изоляционного слоя на клинообразную шину, подключенную к входу преобразователя, и выходное устрой- )Q ство, магнитная пленка выполнена в.виде отдельних пятеí, равномерно распределенных вдоль оси симметрии клина, перпендикулярно которой рас-, положены оси легкого намагничивания йятен, вход преобразователя подключен к вершине и основанию клина, а выходное устройство выполнено в виде тонкопленочного съемного витка, обхватывающего магнитные пятна и шину.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предло>кенного преобразователя, на фиг.2 — расчетная схема для определения напряженности магнитного поля на поверхности шины, на фиг.З упрощенные графики напряженности магнитного поля при одном значении преобразуемого тока и импульсов ЭДС в съемном витке.

Преобразователь содержит магнитопленочный чувствительный элемент, состоящий из отдельных пятен 1, равномерно распределенных вдоль оси симметрии клинообразной шины 2, к вершине и основанию которой через контакты 3 подключены входные зажи- 35 мы 4, Тонкопленочные проводники съемного витка 5 обхватывают шину с магнитными пятнами, ОЛН последних расположены перпендикулярно оси симметрии клина. Шина, пленки-пятна и проводники съемного витка изолированы друг от друга диэлектрическими слоями.,Вся многослойная тонкопленочная структура может быть напылена на подложку, например из стекла. 45

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразуемый переменный, например синусоидальный, ток равномерно распределяется по поперечному сечению клинообразной шины. Поэтому, плотность тока в каждый момент времени максимальна у вершины шины и минимальна у ее основания. B результате, напряженность магнитного поля этого тотока в один и тот же момент времени уменьшается от вершины клина к его основанию. При этом по мере увеличения тока в шине происходит поочередное перемагничивание пленок-пятен по ме- . ре нре напряженности поля пре ® образуемого тока коэрцитнвной силы пленок-пятен. При перемагничивании каждого пятна в съемном витке выводит-. ся импульс ЭдС. Число перемагниченных пятен, а значит и число выход-, 65 ных импульсов за один полупериод изменения преобразуемого тока пропорционально его амплитуде { фиг.3). Следующая нолуволна преобразуемого тока, создающая магнитное ноле обратного. предыдущей полуволны направления, в той же очередности возвращает намагниченность пятен в исходное состояние, при этом в съемном витке наводятся импульсы ЭДС обратной полярности.

Выходной сигнал преобразователя мо- . жет подаваться после усиления иа счетчик электрических импульсов либо использоваться в дискретных системах контроля и управления.

Количественная связь между амплитудой преобразуемого тока 3>ни числом выходных импульсов определяется следующим образом. Условие переключение пленок-пятен выражается уравением

H(x) =Hei (1) где H — коэрцитивная сила пленок, напряженность магнитного по-

Х ля преобразуемого тока в месте расположения данного пятна.

Поскольку толщина тонкопленочной клинообразной шины и расстояние между плоскостью магнитной нлейки и поверхностью шины пренебрежимо мали по сравнению с шириной шины, то Н(х) можно рассчитать по формуле

H(x)=— м

2с где C — ширина шины.

В координате шины, удаленной от вершины клина на расстояние Х (фиг.2) ширины шины равна

С- к я

d и где Ж вЂ” угол при вершине клина.

Подставляя приведенные величины в уравнение (1 ), находит координату Х, вплоть до которой переключаются пятна:

Е 2) М х= —.

М ь. (а х)

Если на всей длине Ь клина равномерно распределены bl пятен, то длине Х будут соответствовать

"= — )(„й N (3)

4 44нс+Я + пятен (ясно, что и округляется до ближайшего меившего целого числа).

Выражение (3) показывает, что связь между амплитудой В и числом выходных импульсов И в предложенном преобразователе лпнейна. На фиг.3 изображен случай и =4.

Величина угла > клина выбирается по заданному диапазону преобразования. Если задана предельная величина

Э.щ„ амплитуды преобразуемого тока,. то йри:1в, =Э „,, должно иметь место н= К Исходя из этого, из выражения (3) получаем формулу для расчета угла с - *

44 8ñ

976392 пленки-пятна частично совмещают в себе функции выходного устройства.

В результате упростится технология изготовления преобразователя, что

5 снизит его стоимость.

Формула изобретения

Например, в преобразователе с .диапазоном преобразования Зуи пр=1А при значениях параметров Ь =0,1м

Не=48 A/M угол d оказывается равным 6 . В этом преобразователе вао куумным испарением напылены пермаллоевые (с добавкой молибдена и с последующигл отиигом) пленки-пятна диаметром 0,5 мм в количестве g =180 штук.

Проводники съемного витка, напылен,ные из алюминия, были расположены скюеетрнчно с обеих сторон шины: прн этом сигнал помехи от тока шины в съемном витке практически не возникал. Чувствительность преобразователя составляла 180 имп/А, порог чувствительности — 5мЛ.

Сопоставление предлагаемого преобразователя амплитуды переменного тока в импульсный сигнал с известниии показывает, что в предлагаемом преобразователе конструкция значи-тельно упрощЕна благодаря тому, что

Преобразователь амплитуды переменного тока в импульсный сигнал, содержащий чувствительный элемент в виде тонкой магнитной пленки с одноосной анизотропией, нанесенной поверх изо- ляционного слоя на клинообразную шину, подключенную к входу преобра15 зователя, и выходное устройство, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, магнитная пленка выполнена в виде отдельных пятен, равномерно распределенных

20 вдоль оси симметрии клина, перпендикулярно которой расположены оси легкого намагничивания пятен, вход преобразователя подключен к вершине и основании клина, а выходное устройство вы25 полнено в виде тонкопленочного съемного витка, обхватывающего магнитные пятна и шину.

Источники информации, принятые BD внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 502246, кл. Q 01Ь 1/12, 1974.

976392

Составитель T. Сердобольская

Редактор В. Иванова ТехредТ.Фанта Корректор.В. Бутяга

Заказ 9 Тираж 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, Х

0(х3!

l р I

I (i l