Устройство для измерения постоянного магнитного поля

Авторыобретени А, Назаров и ае 1) Заявитель уркменскии политехническии институт 54) УСТРОЙСТ 80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГ МАГНИТНОГО ПОЛЯохваценно торами, ак третьемра и средния 1. ч Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может использоваться дляизмерения магнитных полей в широкомди 1 апаэоне изменения температуры окружающей среды,По основному авт.св. Н 892383 известно устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащеепоследовательно соединенные усили"тель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитногополя, с расположенным между ними магниторезистором, а также делитель напряжения, Для повышения чувствительности и точности измерения при широком диапазоне изменения температурыокружающей среды Ферромагнитные концентраторы магнитного поля выполненыохватывающими с обеих сторон только 2часть поверхности магниторезистора,третий электрод которого расположенда гоанице площади магниторезистора,ферромагнитными концентра выход усилителя подключен ,электроду магниторезистоей точке делителя напряжеОднако известное устроиство обла" дает погрешностью вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды не одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней частей магниторезистора из-за неодинакового изменения температуры верхней и нижней части магнитореэистора. Это вызвано тем, цто коэффициент тепло" проводности воздуха намного меньше аналогичного коэффициента ферромагнит. ного концентратора магнитного поля, и вследствие этого рассеивающая теп-. ловая мощность с части магниторезистора, охваченного воздухом меньше, чем с части магниторезистора, охва" ченного Ферромагнитным концентратором.9536Поэтому при измерении малых величин постоянных магнитных полей при значительном изменении температуры окружающей среды эта погрешность получается соизмеримой с полезным сигналом.Цель изобретения - повышение точности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды. 10Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные усилитель, регистрирующий прибор и ин" 15 дукционные катушки намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитного йоля с расположенным между ними магниторезистором, а также делитель напряжения и ферромагнитные кон центраторы магнитного поля, выполненные охватывающими в обеих сторон только часть поверхности магниторезистора, третий электрод которого расположЕн на границе площади магниторезистора, 25 охваченной ферромагнитными концентраторами, первый выход усилителя подключен к третьему электроду магниторезистора, а второй " к средней точке делителя напряжения, введены не магнитные стержни, охватывающие с обеих сторон часть поверхности магниторезистора, другую же часть поверхности магниторезистора с обеих сторон охватывают ферромагнитные концентраторы, третий электрод магниторезистора расположен на границе площадей магниторезистора, охваченных ферромагнит" ными концентраторами и стержнями из немагнитного материала, ао На чертеже. приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства,Трехэлектродный магниторезистор 145 размещен в зазоре между ферромагнитными концентраторами 2, состоящими из двух половин. Немагнитный стержень 3 также состоит из двух половин с близким коэффициентом теплопередач 50 чи ферромагнитных стержнеи, ферромагнитные концентраторы 2 выполняются таким образом, цто они охватывают только половину поверхности магниторезистора 1, другую половину поверхности которого охватывают немагнит 55ные стержни 3, Третий электрод припаивается к середине магниторезистора 1 на границе площадей, охваченных ферромагнитными концентраторами 2 и немагнитными стержнями 3 из немагнитного материала. На половинах ферро магнитных концентраторов 2 расположены индукционные обмотки 4, которые подключаются к выходу усилителя 5 последовательно с регистрирующим прибором 6, показания которого пропорциональны измеряемому магнитному полю, Выходной, сигнал усилителя сни" мается от среднего электрода магниторезистора 1 и средней точки делителя напряжения, выполненного из термостабильных резисторов 7 и 8. Иагниторезистор 1 и делитель напряжения включаются к выходу источника 9 питания.Устройство работает следующим образом.При отсутствии измеряемого магнитного поля мост, плечами которого являются термостабильные резисторы 7 и 8 и сопротивления верхней и нижней час" ти ( от среднего электрода) магниторезистора 1, уравновешен и на входе усилителя 5 сигнал отсутствует. При помещении магниточувствительного элемента в измеряемое маг"нитное поле равновесие моста нарушается, так как магнитный поток восновном будет пронизывать тольковерхнюю часть магниторезистора 1 и,следовательно, увеличится сопротивление верхней части магниторезистора. При этом появится сигнал на входе усилителя 5, выходной сигнал которого через регистрирующий прибор 6подается на индукционные обмоткиПоле, создаваемое этими обмотками,используется для компенсации измеряемого магнитного поля,Ток в индукционных обмотках 4будет увеличиваться до тех пор, покаизмеряемое магнитное поле в зазорене будет равным полю тока индукционных обмоток и, следовательно, не наступит. равновесие моста. При измене"нии температуры окружающей среды изменяется общее суммарное сопротивление магниторезистора 1. Однако вследствие того, цто при изменении температуры окружающей среды практическиодинаково изменяютсл сопротивленияверхней Ке и нижней Йчасти от среднего электрода магниторезистора,соотношение этих сопротивлений В /не изменяется при широком диапазонеизменения температуры окружающей среформула изобретения Устройство для измерения постоян"ного магнитного поля,по авт.св.1 о У 892383, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, внего введены немагнитные стержни,охватывающие с обеих сторон часть по"верхности магниторезистора, другуюже часть поверхности магниторезистора с обеих сторон охватывают феррбмагнитные концентраторы, третий электгв род магниторезистора расположен награнице площадей магнитореэистора,охваченных ферромагнитными концентраторами и стержнями из немагнитногоматериала,л Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 892383, кл. б 01 Й 33/06. 5 95ды. Это объясняется тем, что коэффициенты теплопередачи ферромагнитногоконцентратора 2 магнитного поля инемагнитного стержня 3 практическиодинаковы и поэтому джоулево тепло,вызванное протеканием тока черезмагнитореэистор, рассеивается с обеихчастей поверхности магнитореэисторапрактически одинаково, вследствиечего одинаков перегрев обоих частеймагниторезистора и практически одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней части магнитореэистора.Таким образом, при изменении температуры окружающей среды равновесиемоста не нарушается, так как условиеравновесия моста имеет видКмв Кмн угдето и К - сопротивления соответстмнвенно верхней и нижнейчастей магниторезисто"ра 1;и К " сопротивления плеч мостта, образованных термостабильными сопротивлениями 7 и 8,3605 6Следовательно изменение температуры окружающей среды не вносит погреш" ность при измерениях, особенно слабых постоянных магнитных полей и, следова.тельно повышает точность измерения,Тираж 7 одписное ВНИИ лиа Заказ 6272/7