Преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕС 11 УБЛИ К 80 11 ЗШ С О 1 В 7 ОО С О 1 В П 30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Омский политехнический институт (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) 1. Кобус А., Тушинский Я, Датчики Холла и магниторезисторы. М., "Энергия", 1971, с. 143, 194.2. Авторское свидетельство СССР У .1004745, кл, С 01 В 7/00, 1981 (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий источник постоянного магнитного поля, размещенный в нем полупрбводниковый стержневой элемент сдвумя торцовыми токовыми контактами, один из которых выполнен инжектирующим, и с расположенными на его боковой поверхности потенциальными электродами и подключенный между токовыми контактами источник питания постоянного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем компенсации дестабилизирующих факторов, он снабжен регулируемым компенсирующим элементом, полупроводниковый стержневой элемент снабжен вторым токовым инжектирующим контактом, выполненным на участке его боковой поверхности между торцовым токовым инжектирующим контактом и потенциальными электродами, а регулируе-мый компенсирующий элемент подключен между токовыми инжектирующими контак"тами.35 357 2водциковый стержцевои элемент с двумя торцовыми токовыми контактами, один из которых выполнен инжектирующим, и с расположенными ца его боковой поверхности потенциальными электродами и подключенный между токовыми контактами источник питания постоянного тока; снабжен регулируемым компенсирующим элементом, полупроводниковый стержневой элемент снабжен вторым токовым ицжектирующим контактом, выполненным на участке его боковой поверхности между торцовым токовым ицжектирующим контактом и потенциальными электродами, а регулируемый компенсирующий элемент подключен между токовыми инжектирующими контактами,На Фиг. 1 представлена блок-схемапреобразователя, предназначенного для измерения угловых перемещений; на Фиг. 2 - зависимость частоты его выходного напряжения от угла с поворота полупроводникового элемента преобразователя относительно направления магнитного поля.Преобразователь перемещений содержит полупроводниковый стержневой чувствительный элемент 1, размещенный в магнитном поле, создаваемом источником 2 постоянного магнитного поля.Он имеет пару торцовых токовых контактов 3 и 4, один из которых (контакт 4) выполнен инжектирующим. К токовым контактам 3 и 4 подключен источник 5 постоянного тока. На боко.вой поверхности полупроводникового элемента 1 выполнена пара противолежащих один другому потенциальных электродов 6 и 7,к которой через Формирователь 8 импульсов подключен блок 9 регистрации, выполненный, например, в виде частотомера. На участке боковой поверхности стержневого полупроводникового элемента между торцовым токовым инжектирующим контактом 4 и потенциальными электродами 6-7 выполнен второй токовый инжектирующий контакт 10, между которым и первым токовым (торцовым) инжектирующим контактом 4 подключен регулируемый компенсирующий элемент 11, например, один или несколько последовательно или параллельно соединенных магниторезисторов или термисторов, или их комбинация.Преобразователь перемещений работает следующим образом.Под воздействием параллельныхэлектрического и магнитных полей,з 1 ЗЗ создаваемых источниками 5 и 2, соответственно, в полупроводниковом стержневом элементе 1 возникает винтовое возмущение электронно-дырочной плазмы, распространяющееся под дейст вием электрического поля вдоль стержневого элемента 1. При определенной критической величине приложенного напряжения постоянного тока это винтовое возмущение усиливается и преобраО зуется в устойчивые колебания тока и поперечного напряжения, снимаемого с электродов 6 и 7, расположенных симметрично на противолежащих боковых поверхностях полупроводникового элемента 1. Частота колебаний тока инапряжения одинакова и зависит отугла о между электрическим и магнитным полями, а также от концентрацииэлектронно-дырочной плазмы в местевозникновения винтовой неустойчивости. Изменение концентрации плазмы,вызванное какими в ли внешними воздействиями, вызывает изменение частоты колебаний тока и поперечного напряжения,При повороте на угол А полупроводникового стержневого элемента 1, свя зываемого в процессе измерения с контролируемым объектом, в магнитном Фполе источника 2 на концентрацию электронно-дырочкой плазмы в его тела оказывает влияние величина про. дольной составляющей магнитного поля, которая уменьшается, что приводит к уменьшению частоты генерируемых полупроводниковым элементом колебаний на его поперечных потенциальных электродах 6-7 (фиг. 2). Очевидно, что не 40 стабильность магнитного поля источника 2 вызывает погрешность измерения угла б поворота стержневого полупроводникового элемента относительно направления силовых линий магнитно 45 го поля. 57 4Для компенсации этой погрешности, а также и других дестабилизирующих факторов, например, температуры окружающей среды, служит второй (боковой) инжектирующий токовый контакт 10, предназначенный для изменения плотности электронно-дырочкой плазмы в месте возникновения винтовой неустойчивости. При подключении между обоими инжектирующими токовыми контактами (торцовым 4 и боковым 1 О) регулируемого компенсирующего элемента 11, например цепочки из магниторезисторов или термисторов с заданными характеристиками зависимости их сопротивления в функции соответствующего мешающего (дестабилизирующего) фактора, через инжектирующий токовый контакт 10, обладающий свойствами прямо смещенного Р -М перехода, в объем стержневого элемента 1 осуществляется инжекция избыточных носителей заряда, что приводит к изменению плотности электронно-дырочной плазмы в месте возникновения винтовой неустойчивости, т,е. в области торцового токового инжектирующего контакта 4.Таким образом, при использовании в качестве регулируемого (в функции мешающего фактора) компенсирующего элемента 11, например магниторезистора, сопротивление которого увеличивается прн увеличении напряженности магнитного поля источника 2, обеспечивается компенсация нестабильносТи источника магнитного поля. Аналогично, с помощью компенсирующего термистора может быть уменьшена погрешность от влияния нестабильности параметров окружающей среды, например температуры.Благодаря компенсации влияния дестабилизирующих факторов данный преобразователь имеет погрешность измерения угловых перемещений менее0,01 в заданном диапазоне измерений.сное д. 4/ Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,6516/18 Тираж 463 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, Под о комитета СССР и открытий Раушская наб.,