Устройство для измерения градиента индукции магнитного поля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 19) Б 3/022, 33/06 504 С нически Снечкуса ,А. Эймант лотин ельство СССР 33/02, 1981. р. Средства магнитного по 1979, с. 155 Ъ1Ъю ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ н Авторском свидетельств(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАДИЕНТА ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к магнитоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измеренияУстройство содержит два плоскопарал- .лельных гальваномагниторекомбинационных чувствительных элемента 1 и 2 шириной,3 с размещенной между ними термопроводящей диэлектрической прокладкой 3, источник 4 постоянноготока, вычитающий блок 7 и буферныеусилители 5 и 6. Сдвиг одного чувствительного элемента относительнодругого в сторону измеряемого градиента индукции на малую величину6 обеспечивает увеличение пространственной разрешающей способностиустройства, т.е. измерение поля внаиболее локальной области. 2 ил.Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и мажет бытьиспользовано при измерении величины градиента индукции неоднородного постоянного или переменного ма нкт - ного поля.Цель изобретения - повышение точности измерения величины градиента индукции магнитного поля за счет сдвига одного чувствительного элемента относительно другого в сторону измеряемого градиента индукции на малую величину й , чем обеспечивается увеличение пространственной разрешающей способности устройства, т.е. измерение поля в наиболее локальной области.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фйг, 2 диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит два плоско- параллельных гальваномагниторекомбинационных (ГМР) чувствительных элемента 1 и 2 шириной д ., термопроводящую диэлектрическую прокладку 3 между ними, двухпалюсный источник постоянного тока 4, буферные усилители 5 и 6, и вычитающий блок , выход которого является выходам устройства.ГМР-чувствительные элементы 1 и 2 соединены с двухполюсным источником постоянного тока 4 и общей шиной устройства. Один полюс двухполюсного источника постоянного тока 4 подключен к ГМР-чувствительному элементу 1, а другой - к ГМР-чувствительному элементу 2. Буферный усилитель 5 включен между точкой соединения выхода двухполюсного источника постоянного тока 4 с ГМР-чувствительным элементом 1 и первым входом вычитаю щего блока . Буферный усилитель 6 включен между точкой соединения двухполюсного источника постоянного тока 4 с ГМР-чувствительным элементом 2 и вторым входом вычитающего блока 7 блока 7. Широкие грани ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 расположены перпендикулярно вектору магнитной индукции В (х)и параллельно вектору градиента магнитной индукции ц 1-од 6х 7 Торцы ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 с омическими контактами, также параллельны вектору градиечта магнитной индукции чгод Б . Осихсимметрии ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 расположены на расстоянии л друг от друга в плоскостивектора градиента магнитной индукции )с 1 Б,5 Устройство работает следующимобразом,К ГМР-чувствительным элементам1 и 2, шириной д , расположеннымв интервале (О, д д ) оси х. системыкоординат (фиг, 2) и помещенным внеоднородное магнитное поле с век -торами индукции В. (х) и ее градиентом ад 5 (фиг, 1), приложен постоянный так, поступающий от двух)5 полюсного источника постоянного тока4. В результате ГМР-эффекта на выходе ГМР-чувствительного элементаформируется выходное напряжение20 1О =К - 8 (Х)дх -с Ь , (1)огде К - магниточувствительностьГМР-чувствительных эле 25ментов 1 и 2, В/Тл,д - ширина ГМР-чувствительныхэлементов 1 и 2;К (х)- амплитуда индукции измеряемого неоднородногомагнитного поля в зависи 30мости ат координаты Х- средняя величина амплитусВды 8 (х) н интервалеО,д 3.На выходе ГМР чувствительного35 элемента 2 формируется выходное напряжениед+: К -В (х) дх-сб(о д+ь 3, (2)1ц, - ду.Ь40 гдеб ) - средняя величина амплиагтуды Ь (х) в интервале(О,двВыходные напряжения, ГМР-чувстви тельных элементов 1 и 2 усиливаютсябуферными усилителями 5 и 6, причемкоэффициент передачи по напряжениюбуферных усилителей 5 и 6 установлен из условия50К (3)О ЬБлок 7 вычитания работает по алгоритму, реализующему выражение:свагМ - Ксс гад Ь, (4)1251001 где Ы / - коэффициент передачи блока 7 вычитания;го,1 б - амплитуда градиента инкдукции магнитного поля.Поставляя (1), (2) и (3) и (4) 5 получают К -( (х) -6 х)16 41 О" гас Ь С 5)х ЗО х А,Дивдар Составит Техред В Корректор Л,Пилипен тор Л.Пчелинска каз 4406/42 Т ВНИИПИ Гос по делам 113035, Модписное комитета СССРоткрытий ушская наб д. 4/ ударственног изобретенийсква, Ж,дприятие, г. Ужгород, ул. Проектна еское Из выражения (5) видно, что при использовании устройства непрерывно получают амплитудного оценку Мгад В по отношению разности двухк Русредненных в интервале (О, А ) и ( д, да ) величин распределения амплитуды магнитной индукции, ВТаким образом, согласно выражению (5), интервал усреднения изме - ряемой величины уменьшен в О/О раз, во столько же раз увеличена пространственная разрешающая способность по измеряемой величине индукции неоднородного магнитного поля. База д двухэлементного измерителя градиента индукции магнитного поля равна ширине одного чувствительного элемента, в результате чего увеличивается разрешающая способность по измеряемому градиенту маг нитной индукции. Это достигнуто в результате сдвига осей симметрии роизводственно-поли обоих чувствительных элементов на величину д ссср друг от друга ро направлению измеряемого градиента.Экспериментально установлено, что величина Л может быть выбрана из соотношения Д/д Формула изобретения Устройство для измерения градиента индукции магнитного поля, содержащее два плоскопараллельных гальваномагниторекомбинационных чувст вительных элемента с двумя выводами каждый, соединенные через термопроводящую диэлектрическую прокладку,двухполюсный источник постоянного тока и вычитающий блок, причем одни выводы чувствительных элементов подключены к общей шине устройства, а другие - соответственно к первому и второму выходам источника постоянного тока, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два буферных усилителя, подключенные между источниками постоянного тока и вычитающим блоком, а плоскости обоих чувствительных элементов сдвинуты одна относительно другой в сторону измеряемого вектора градиента индукции магнитного поля на величину ь , причем о/а ) 4, где д - ширина одного. чувствительного элемента.