Датчик магнитной индукции с частотным выходом

С 0103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХГСПУВДИГОсудлРстВеи Ое плтет 1 ти Ое ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЛТЕИТ СССР)ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИ электрическим АВТОРС 1(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Сибирский физико-технический институтим.ВД.Кузнецова при Томском государственнолтуниверситете им.В.В.Куйбышева(54) ДАТЧИК МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ СЧАСТОТНЫМ ВЪХОДОМ(и) Я 5 (и) 1 б 86940 А (51) 5 6 магнитным измерениям и предназначено дпя измерения индукции магнитного поля. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона измерений. Цель достигается тел 1, что попупроводниковый кристапп ркремния имеющий инжектирующий и омический контакты. выпопнен в виде стержня с поперечным сечениел в форме круга ипи правипьного многоу - гопьника с отношением радиуса круга ипи радиуса круга вписанного в многоугольник к длине стержня, равного от 0,16 до 1,6. 3 ип.1686940 40 45 сталле создается электронно-дырочная плазма. При помещении полупроводникового кристалла в магнитное поле (однородное, импульсное или переменное с длительностью более 100 мкс) параллельно 5 его силовым линиям, вследствие винтового движения электронов и дырок при повышении напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В выше соответствующих пороговых значений Е и В 10 возникает эффект самовоэбуждения, при котором происходят колебания тока в теле полупроводникового кристалла р.Частота этих колебаний зависит от пороговых величин Ел и Вп, поперечного раз мера кристалла а, параметров электронно-дырочной плазмы, таких как концентрация и подвижность носителей заряда, удельного сопротивления полупроводникового материала и может принимать 20 значения. от единиц до сотен килогерц,Колебания тока в теле полупроводникового кристалла контролируются с помощью резистора 6, включенного в цепь последовательно с полупроводниковым элементом. 25 Сигнал, снимаемый с резистора 6, подается на осциллограф, с помощью которого измеряется частота 1. По градуировочной кривой зависимости 1 от В (см, фиг.3) определяется индукция В. В общем случае чувствитель ность датчика и диапазон измеряемых В определяются заданным напряжением О, параметрами полупроводниковой плазмы, отношением радиуса круга, вписанного в сечение стержня, к длине этого стержня. 35Предложенный датчик изготавливался следующим образом. Полупроводниковый Формула изобретения ДАТЧИК МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащий полупроводниковый кристалл р-кремния и токовые контакты, один из которых инжектирующий, а другой - омический, отличающийся тем, что, с целью повышения кристалл выполнен иэ соображений удобства и простоты в виде прямоугольного стержня длиной ,85 мм с квадратным сечением (0,9 х 0,9) мм из кремния р-типа с удельным сопротивлением р = 5 10 Ом см. При назпряжении О "20 В частота колебаний тока изменялась от 240 до 300 кГц при изменении В от 1,4 до 2,4 Тл, т.е, чувствительность датчика (бтоВ) составила 60 кГцТл. Предложенный датчик обладает следующими преимуществами. За счет использования полупроводникового кристалла в форме стержня с поперечным сечением в форме круга или правильного многоугольника повышается чувствительность датчика (60 кГцТл по сравнению с 30 кГцТл в прототипе), расширяется диапазон измеряемых величин магнитной индукции более чем в два раза (1,4 Тл - 2,4 Тл по сравнению с (1,58 - 1,98) Тл). Кроме того, уменьшаются габариты датчика 0,85 х 0,9 х 0.9) мм по сравнению с (14 х 14 х 4) мм, а также внешнее питающее напряжение (20 В по сравнению с 200 В), Достигнутые величины внешнего питающего напряжения дали возможность использовать стандартный источ- . ник импульсного напряжения в отличие от используемой ранее специальной аппаратуры,(56) Кобус А., Тушинский Я. Датчики Холла и магниторезисторы. - М,: Энергия, 1971, с.182-187,Карлова Г.Ф., Гаман В,ИКараваев Г.Ф., Шумская Е.Г. Осциллисторный эффект в кремнии. ФТП, 1985, т.19, в.2, с.343-345,чувствительности и расширения динамического диапазона измерений, кристалл выполнен в виде стержня с поперечным сечением в форме кругг или правильного многоугольника с отношением радиуса этого круга или круга, вписанного в многоугольник, к длине стержня, выбранного иэ интервала 0,16 - 1,6.1688940 Ю 7 л Составитель Л,УстиновТехред М,Моргентал дактор А.Зробок орректор Л.Фил Тираж Под НПО "Гоиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 335 писное Пр водственно-издательский колбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101