Устройство для измерения магнитной индукции

(51) 4 С 01 к 33/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВЕ ОЫ."НяйЕЛ) ,"Л,.4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬЛ О изобретения - повыш е чувствите ений. Устро водникк атоднь эле 3,атор(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН НОЙ ИНДУКЦИИ(57) Изобретение относится электроизмерительной техник ые из 65-69 ходных каск токоограничи 11, выходной кас.Н ельные резисад 12, Максимость датчика чувствитель НИТется при выполой пластины в достиг однико ной тр нии полупро рме равнобо бла еции. 2 ил. 1 з.п(21) (22) (46) (7 2) В.П. Г.Я. С,Б. (53) ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 4311 035/24- 28 .09,87 07,05.89. Б В.Г. Болдыр Булеков, Д. Портной, В. Резников и 621,317.44( юл. Р 17ев, В,В. Бочаров,Л. Каплан,И. Тихонов,В.Н, Усачев088.8) НОСТИ И ТОЧНОСТИ ИЗМЕство содержит полупрпластину Холла 1, двактрода 2, два анодныхдвухвходовый усилительсигнала 5, стабилизаттины, источник 7 питаровочный потенциометргательных стабилизатоИзобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерений индукции постоянного и переменного магнит" 5ных полей, например магнитной составляющей электромагнитной волны.Цель изобретения - повышение чув"ствительности и точности измерений.На фиг . 1 приведена функциональная 1 Осхема гальваномагнитного устройства;на фиг . 2 - то же, вариант,Гальваномагнитное устройство содержит полупроводниковую пластинуХолла 1 с двумя катодными электродами 2 и двумя анодными электродами 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор 5 сигнала, стабилизатор 6тока пластины, источник 7 питания,балансировочный потенциометр 8 и 20два вспомогательных стабилизатора 9тока. Усилитель содержит два входных каскада 10, в цепях которыхвключены токоограничительные резисторы 11 . Усилитель (фиг . 2) имееттакже и выходной каскад 12.Балансировочный потенциометр 8средним зажимом подключен к входной клемме стабилизатора 6 токапластины, а крайними зажимами - 30к катодным электродам 2. Входные каскады0 усилителя 4 подключены канодным электродам 3 и к выходнымклеммам вспомогательных стабилизаторов тока 9. Плюсовой зажим источника питания подключен к входнымклеммам обоих вспомогательных стабилизаторов тока, а минусовой - к выходной клемме стабилизатора токапластины. Усилитель вьаолнен по дифференциальной схеме. Пластина Холла1 выполнена из полупроводника сэлектронной проводимостью в формеравнобочной трапеции,.причем ее катодные электроды 2 расположены в вер шинах тупых углов, а анодные электроды 3 - в вершинах острых углов.Гальваномагнитное устройство дляизмерения индукции магнитного полярабатает следующим образом. 50 Электроны, определяющие линии токов полупроводниковой пластины 1, показанные пунктиром, движутся в направлениях от ее катодных электродов 2 к противорасположенным анодным электродам 3. Средний зажим (ползунок) балансировочного потенциометра 8 отрегулирован таким образом,чтобы при отсутствии внешнего магнитного поля токи анодных электродов 3 диравные половине тока 1 на входе стабилизатора тока пластины, а следовательно и токи входных каскадов 10 1 и(ь. = 1 - 1д = п - 1 ) были сбалансированы (равны), при этом средние плотности токов 1 и п вблизи аноДных электродов 3 также равны между собой. При равных управляющих токах входных каскадов 1 О усилителя 4 их выходные сигналы имеют равные друг другу значения, и напряжение на входе индикатора 5 сигнала равно нулю еПод влиянием магнитного поля, индукции которого (В) направлена перпендикулярно плоскости пластины 1, , на движущиеся электроны действует% фф сила Лоренца Р = е 7 х В 1, где Ч скорость движения электрона.Эта сила вызывает отклонение электронов от прежних траекторий и соответственно - перераспределение плот" ностей токов 1, и 1 вблизи анодных электродов 3, что приводит к разба Ф лансировке управляющих токови(на входах каскадов 1 0 усилителя 4. Результатом указанного разбаланса является появление напряжения на входе индикатора 5 сигнала, величина которого пропорциональна величине индукции магнитного поля, При этом общий ток полупроводниковой пластины Т остается постоянным благодаря стабилизатору б тока, а его величина выбрана таким образом, чтобы искажения измеряемого магнитного поля,вносимые этим током, не вызывалипогрешность, превышающую в широком частотном диапазоне заданную допустимую величину (например, порядка0,5-1;57 в частотномдиапазоне от долейдо десятков мегагерц) . Роль вспомогательных стабилизаторов 9 тока сводится к разгрузке входных каскадов 1 О усилителя 4 за счет исключе ". ния неизменных составляющих 1 и 1 анодных токов , и дп , что позволяет повысить чувствительность и точностьПредлагаемое устройство по сравнению с известными, основанными на измерении ЭДС Холла, позволяет существенно увеличить чувствительность измерений (при частных порядка 1 мГц1478173 15 20 Составитель А. Сазоновактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректо сильева 360/46 Тираж 714осударственного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раушская одписное открытияд, 4/5 ЗаказВНИИПИ Т СССР ри и нно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизв не менее, чем в 10 раз), погрешность при этом снижается не менее, чем в 2-2,5 раза.Максимальная чувствительность дат 5 чика достигается при выполнении полупроводниковой пластины в форме равнобочной трапеции. формула изобретения.10 1 . Устройство для измерения магнитной индукции, содержащее полупроводниковую пластину Холла с двумя катодными и первым анодным электродами, двухвходовый усилитель с подключенными к его выходу индикатором сигнала, источник питания, стабилизатор тока пластины, выход которого подключен к минусовому выводу источника питания и балансировочный потенциометр, средний вывод которого подключен к входу стабилизатора тока пластины, а крайние - к катодным электродам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в него введены два вспомогательных стабилизатора тока, а полупроводниковая пластина снабжена вторым анодным электродом, расположенными симметрично с первым относительно продольной оси симметрии пластины, причем каждый из анодных электродов подключен к выходу соответствующего вспомогательного стабилизатора тока и соответствующему входу усилителя, а входы двух вспомогательных стабилизаторов тока подключены к плюсовому выводу источника питания.2. Устройство по п . 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что усилитель выполнен по дифференциальной схеме, а полупроводниковая пластина выполнена в форме равнобедренной трап ции, причем катодные электроды расположены в вершинах тупых, а анодные - в вершинах острых ее углов