Магниторезистивный датчик перемещений

.1027657 1 143/0806; Н 01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ СВ магнит ченные ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС 3 фПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЮИЙ(84) (57) 1. МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙДАтчик пеРемеЩений, содержащиймагнитную систему с подвижным управляющим элементом прямоугольной формы и магниторезистор с магниточувствительными элементами, на которые нанесены контактные площадки с отходящююи отних выводами, соединяющими участкиочувствительных элеентов заклюмежду контактными площадками,в электрический мост, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, в магнитную сис-, тему датчика введен второй подвижный юапщ Ф ю 1 й фп. мыу жестко соединенный с первым р а диа гоналн Обоих элементов находятся на Одной линии е2. Йатчик по ц, 1, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что магниторезисгор вы, вмпюн из четырех параллельных друг дру. гу магниточувствительных элементов с контактными площадками, расположенными на их концах, соединенными между собой выводами, причем перекрытые уиравацощими элемщтами контактные площадки соединены между собой попарно-нак-рест, а контактные площадки четных и нечетных чувствительных элементов, не- . перекрытые управляющими элементами, соединены соответственно четные с четными контактными площадками, а нечетные с нечетными.Наиболее близким по конструкции ихарактеристикам к предлагаемомуявляется40магниторезистивный датчик перемещений,содержащий источник питания, магнитную систему с подвижнъм управляющим элементом, магниторезистор с двумя параллельно расположенными магниточувствитель 45ными элементами, на концах и в середине которых выполнены контактные площад-;ки с отходящими от них въводами, входнь 64 и клеммами и ВътходнымиПитание на электрический мост, плечи которого образованы участками магни 50 точувствительных элементов, заключенных между ближайшими контактными площадками, подается от источника питания через входные клеммы. 8 начальный момент управляющий элемент воздействует на участки одинаковой длины плеч моста, при этом сопротивления всех плеч моста одинаковые, а сигнал, снимаемый с вы 10276Изобретение относится к электроннойтехнике, в частности к магниторезистив-,ным датчикам, и может быть исцользовано, например, в бесконтактнъсс преобразователях перемещений в электрическийсигнал,Известен магниторезистивный датчикперемещений, содержащий источник питания, магнитную систему с двумя жесткосвязанными друг с другом подвижными Юуправляющими элементами .и магниторезистором, снабженный одним магниточувствительнъм элементом прямоугольной формы с контактными площадками в центре,на концах и в середине правой и левой 15частей магниточувствитедьного элемента.Участки магниточувствительного элемента, заключенные между ближайшимиконтактными площадками, образуют плечи электрического моста и соединены между собой выводами.При одновременном воздействии магнитного поля, формируемого двумя управляющими элементами магнитной системы 25Фна участки одинаковой длины всех четырех плеч электрического моста выходной сигнал равен нулю. При смещенииуправляющих элементов относительно плечмоста на выходных клеммах последнегоформируется сигнал, пропорциональныйвеличине смацения 11,К недостаткам указанного датчика следует отнести то, что диапазон регистрации перемещений ограничен 0,25 длины35чувствительного элемента, что сужаетобъем его использования 57 2ходнъж клемм, равен нулю. При смещенииуправлявщего элемента вдоль плеч мостана величину й Х смещается и магнитноеполе, формируемое им, При этом сопротивление двух плеч моста, на которыенадвинулся управляющий элемент, увеличится на величину Ьй, а сопротивление двухплеч, с которых сдвинулся управляющийэлемент, уменьшится; на величину (-дР).Это приводит к разбалансировке моста.На выходных клеммах формируется сигнал пропорциональный величине смещения)управляющего элемента, причем максимальный сигнал будет при смещении управляющего элемента магнитной системы к одному из концов (правому или левому)чувствительных элементов 2 ,К недостатку известного датчика относится то, что диапазон, в котором величина сигнала пропорциональна величине смещения управляющего элемента, составляет 0,5 длины чувствительного элемента, сужает объем его использования."4 увствитеьные элементы магниторезисторов изготавливают из слитков(обычно эвтектического сплава антимонида индия с антимонидом никеля) илипленок ( обычно антимонида индия) полупроводниковых материалов. Так как геометрические размеры слитков и геометри.ческие размеры подложек, на которъщполучают. монокристаллические пленки, ограничены, то ограничены и геомет-рические размеры (длина) чувствительнък элементов магнитопроводов.Цель изобретения - расширение диапазона перемещения,Указанная цель достигается тем, что вдатчике перемещений, содержащем магнитную систему с подвижным управляющимэлементом прямоугольной формы и магниторезистор с магниточувствительными элементами прямоугольной формы, на которые нанесены контактные площадки сотходящими от них выводами, соединяющими участки магниточувствительных элементов, заключенные между контактнымиплощадками, в электрический мост, в магнитную систему датчика введен второйподвижной управляющий элемент прямоугольной формы, жестко соединенный спервым, а диагонали обоих элементовнаходятся на одной линии, Кроме того,мжниторезистор выполнен из четырехпараллельных друг другу магниточувствитепьных элементов с контактными площадками, расположеннъви на их концах,соединенными между собой выводами,причем перекрытые управляющими элемен1027657 Составитель Е. ДанилинаРедактор С. Квятковская Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар Заказ 4733/50 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тами контактные площадки соединены между собой попарно-накрест, а контакт ные площадки четных и нечетных чувствитеьных элементов, неперекрытые управляющими элементами, соединены5 соответственно четные с четными площадками, а нечетные с нечетными.На чертеже представлена конструкция и электрическая схема, в плане.Магниторезистивный датчик перемеще ний содержит источнйки 1 питания, жестко соединенные между собой управляющие элементы 2 магнитной системы (показаны пунктиром), магниточувствительные элементы 3 с контактными площад ками 4, отходящими от них выводами 5, входными клеммами 6 и 7 и выходными 8 и 9.Устройство работает следующим образом, 20Питание на электрический мост, плечи которого образованы элементами 3, подается от источника 1 питания через клеммы 6 и 7 В начальный момент управляющие элементы 2 воздействуют на участки 25 одинаковой длины плеч моста, при этом сопротивления всех плеч моста одинаковые, а сигнал, снимаемый с выходных клемм 8 и 9, равен нулю. При смешении управляющих- элементов 2 вдоль плеч моста на величину дХ смещается и магнитное поле, формируемое ими. При этом сопротивление двух плеч, на которые надвинулся управляющий элемент, увеличится на величину д Р, а сопротивление двух плеч, с которыхсдвинулся управляющий элемент, уменьшится на величину 1 -Лй ); Это приводит к разбалансировке моста. Навыходных клеммах 8 и 9 формируется сигнал, пропорциональный величине смацения управляющих элементов 2.Техническая эффективность изобретения заключается в том, что за счет использования магниторезистора с четырьмя чувствительными элементами и магнитной системы с двумя жестко связанными управляющими эпементами и в два раза увели- . чивается максимальный диапазон регистра.ции перемещений с помощью магниторезистивного датчика. Увеличение максимального диапазона регистрации перемещений магниторезистивного датчика до величины, равной длине чувствительного элемента магнитореэистора, существенно расширяет область использования датчика.