Датчик механических усилий

В. Г. Пынько, А. Бахридинов, А. А. Поцели В. Л, Серебренников 2) Авторы нзобретен 7) Заявите нститут физ В ренс ЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ 0 350-450 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования механических усилийв электрические величины.Известно устройство для измерения давления в жидкостях и газах, содержа щее монокристаллическую подложку иэ окиси магния со слоем кобальтового феррита, на который нанесена пленка ферромагнитного металла. с отрицательной магнитострикцией 1.1Недостатком известного устройства является низкая чувствительность и сложное конструктивное выполнение,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик механических усилий, содержащий монокристаллическую подложку из окиси магния, пленочный чувствительный элемент, выполненный в виде монокристаллической плен 2 ки никеля и электрические контакты.Работа датчика основана на использовании плоского эффекта Холла в тонуй й Флй"Р йй 3 СО АН" ССС, .2кой монокристаллической пленке никеля, жестко связанной с монокристаллической подложкой иэ окиси магния, Измеряемое усилие прикладывается к двум боковым граням подложки. Сигнал возникает вследствие поворота вектора намагниченности в плоскости пленки иэ-за возникающих в пленке упругих напряжений 23 .Недостатком данного датчика является его низкая чувствительность и невозможность измерения гидростатического давления. ель изобретения - повышение ствителвности.Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем монокристаллическую подложку иэ окиси магния, пленочный чувствительный элемент, выполненный в виде монокристаллической пленки никеля, и электрические контакты, толщина пленки никеля составляетХДатчик механических усилий, содержаший монокристаллическую подложкуиэ окиси магния, пленочный чувствительный элемент, выполненный в виде монокристаллической пленки никеля, и электрические контакты, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышениячувствительности, толщина пленки никеоля составляет 350450 А .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 674510, кл, б 01 11/14, 1978.2. Авторское свидетельство СССР(прототип ),3 97990На фиг. 1 изображен датчик механических усилий; на фиг. 2 - схема ис менения намагниченности пленки от давления; на фиг. 3 - зависимость Холловской разности потенциалов от величины гидростатического давления.Датчик содержит монокристалличес; кую подложку 1 иэ окнами магния, пленочный чувствительный элемент, выполнен ный в виде монокристаллическ 9 й пленки 10 2 никеля толщиной 350-450 А, токовые контакты 3 и 4 и контакты 5 и 6 для съема сигнала, Монокристаллическая пленка никеля осаждается на подложку методом вакуумного напыления. Подлож- М а .во время .напыления пленки должна иметь температуру около 200 С, Электрические контакты наносят на поверх-ность пленки никеля вакуумным напылением контактного металла, например се ребра.Датчик работает следуюшим образом,При отсутствии давления намагниченность пленки никеля лежит в плоскости пленки под, углом 45 о к линии тока. 25 Ориентация намагниченнЬсти задается кристаллографической анизотропией пленки. В это время на боковых контактах :пленки будет разность потенциалов (плоский эффект Холла). Эта разность потен- ЗО циалов имеет максимальную величину н может быть уменьшена и результате перехода пленки в "закритическое" состояние. Последнее характеризуется тем, что пленка разбивается на микрополосовые домены, векторы намагниченности которых поочередно отклоняются от плос.кости пленки "вверх и вниз" (фиг, 2)В результате плоскостная компонента намагниченности уменьшается и величи- Фв 1, 4на плоского эффекта Холла тоже уменьшается. Переход пленки в фэакритичеокое состояние может происходить подвлиянием давления,С увеличением давления увеличиваетсяугол отклонения векторов намагниченности от плоскости пленки, а следовательно,уменьшается компонента намагниченности в плоскости пленки, Это приводит ксоответствуюшему уменьшению плоскогоэффекта Холла.При снятии измеряемого усилия векторы намагниченности в микрополосовыхдоменах возвращаются в плоскостьпленки, в результате чего доменнаяструктура исчезает.Изобретение позволяет с высокойчувствительностью измерять как гидростатнческое давление, так и однонаправленные механические усилия. ф о р м у л а и э о б р е т е н и яЗаказ Проектная, 4 филиал ППП Патент 45/29 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписноеомитета СССРочк рытийушская наб., д. 4/5