Магнитометр

15 з 8407 электроды обоих датчиков соответственно, и регистрирующий прибор, введен блок измерения отношения напряжений, входы которого подключены к выходным электродам датчиков, а выход - к регулируемому источнику постоянного тока датчи.- ка измерения магнитной индукции, при этом датчики выполнены из нитевидных кристаллов, а измерительная часть зонда иэ медной фольги, при этом в месте 10 расположения датчиков выполнен пррдоль ный паз, глубина которого превышает высоту датчика.На фиг, 1 схематически представлен измерительный зонд, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - функцио-. нальная схема магнитометра.Магнитометр содержит измерительный зонд 1, выполненный в виде пластины 2,20 К нижней части конца пластины 2 подпаяна полоска 3 . медной фольги, ширина которой равна ширине этой пластины, К верхней. части пластины 2 подпаяно две полоски 4 и 5 фольги, ширина кото 25 ых равна одной трети ширины пластины. Свободный конец полоски фольги спаян со свободными концами полосок 4 и 5 фольги так, что образуется продольный паз, внутри которого установлен датчик 6 измерения магнитной индукции .и датчик 7 термокомпенсации.Датчик 6 измерения магнитной индукции представляет собой датчик Холла, и готовленный из нитевидного кристалла, например антимонида индия, и обладает высокой чувствительностью к магнитному полю, при этом имеет большой температурный коэффициент выходного сигнала, Датчик 7 термокомпенсации также выполнен 440 в виде датчика Холла из нитевидного кристалла, например антимонида индия однако обладает слабой чувствительностью к температуре и к магнитному полю. Такое отношение между чувствительностью 45 датчиков 6 и 7 к магнитному полю и температурным дрейфам выходного напряжения достигается благодаря тому, что датчик 6 измерения магнитной индукции изготовлен из нитевидного кристал ла антимонида индия, специально легированного, и поэтому имеющего низкую концентрацию свободных носителей тока(" 10" см), а датчик 7 термокомпен 1 ьсации изготовлен из нитевидного кристалла антимонида индия, легированного в процессе роста, так, что концентрация свободных . носителей тока составляет 5 10" см . Благодаря применению ни 41 73тевидных кристаллов размеры датчиков 6 и 7 малы.Выходные электроды 8 и 9 датчика 6 измерения магнитной индукции и вы, - ходные электроды 10 и 11 датчика 7 термокомпенсации подключены к входу блока 12 измерения отношения напряжений. Выход блока 12 подключен к входу регулируемого источника 1 3 постоянного тока, выход которого подключен к входным эл ек гродам 14 и 15 датчика 6 измерения магнитной индукции, Входные электроды, 16 и 17 даччика 7 подключены к регулируемому источнику 18 постоянного тока, а регистрирующий прибор 19 подключен к выходным электродам 8 и 9 дагвка 6.Устройство работает следующим образом.Измерительный зонд 1 помещаетсясвоей концевой частью в зазор, в котором необходимо измерить магнитную индукцию. Благодаря конструкции измерительного зонда 1 и применению нитевидных кристаллов для изготовления датчиков 6 и 7 концевая часть измерительного зонда имеет малую толщину, что юзволяет производить измерения в зазорах порядка О, 1 мм,При наличии в зазоре магнитного поля на выходных электродах 8 и 9 да 1 чика 6 измерения магнитной индукции и выходных электродах 10 и 11 датчика 7 термокомпенсации возникают напряжения О и 02 соответственно. Эти напряжения поступают на вход блока 12 измерения отношения напряжений, на выходе которого возникает сигнал, пропораональный отношению напряжений Я и Цгде К - коэффициент передачи блока 12.Напряжение Ц, поступая на входрегулируемого источника 13 постоянного тока, вызывает изменение выходного тока, протекающего через входные элект роды 14 и 15 датчика 6 измерения ма нитной индукции, что, в свою очередь, приводит к изменению напряжения на его выходных электродах 8 и 9 и к последующему изменению напряжения на выходе блока 12 измерения отношения напряже-ний. Процесс изменения тока будет продолжаться до тех пор, пока на выходе блока 12, а следовательно, на входе ре5 840773 6гулируемого источника постоянного тока , Из формулы (5) находим, что чувст-не установится определенное значение вительность магнитометра к магнитномунапряжения 0, при этом напряжения полю равнаЦ и Ч 2 соответственно равны,О К 1(Т) ЗЬ йЬ- ЯаК д К 1 Р) р1(2) ав- К 2 т= К - а,(6) гдеКТо)- значение удельной чувствительности датчика 6 при некоторой температуре 7 Из формулы (6) следует, что чувствительность магнитометра к магнитному полю определяется чувствительностью датчика 6 измерения магнитной индукции.Температурный коэффициент выходного сит нала-- 7) 4 аа, Ч, .1 М Чо 1 Доа Тат К 2 тат=К т ат определяется температурным коэффициентам выходного сигнала датчика 7 термоком пенса ции.Таким образом, в предлагаемом устройстве совмещается высокая чувствитель ность к магнитному полю с низким температурным коэффициентом.%.- 2( 2где К ( т) - удельная чувствительностьдатчика 6 измерения магнитной индукции (величина, сильно зависящая от температурыК ( Т ) - удельная чувствительность2датчика 7 термокомпенсации (величина, не зависящая от температуры )7 - ток протекающий через элек 1фроды 14 и 15 датчика 6,- ток протекающий через электроды 16 и 17 датчика 7;В - индукция измеряемого маг нитного поля. Подставляя выражения (2) и (3) в25 формулу (1) и учитывая, что.в установившемся состоянии Ч = Чо, нахо- дим Изменение температуры приводит кизменению удельной чувствительностидатчика 6, а следовательно, и к изменению напряжения Ч . Напряжение О 2 навыходных электродах 10 и 11 даз135чика 7 от температуры не зависит, поэтому изменение температуры приводитк тому, что напряжение на выходе блока 12 измерения отношения напряжений40становится отличным от Оо, что вызывает изменение тока, протекающего черезвходные электроды 14 и 15, в результате чего изменится напряжение на выходных электродах 8 и 9 датчика 6 из 45меренин магнитной индукции, Процесс будет продолжаться до тех пор, пока навыходе блока 12 не установится первоначальное значение напряжения Ио, приэтом ток протекающий через входные50электроды 14 и 15 датчика 6 будет также определяться по формуле (4),Подставляя формулу (4) в выражение (2), находим, что напряжение И,поступаемое на вход регистрирующего55прибора 19, равно Магнитометр, содержащий измерительный зонд с датчиками измерения магнитной индукции и термокомпенсации дварегулируемых источника постоянного тока,к которым подключены входные электрады обоих датчиков соответственно, и регистрирующий прибор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введенблок измерения отношения напряжений,входы которого подключены к выходнымэлектродам датчиков, а выход- к регулируемому источнику постоянного токадатчика измерения магнитной индукции,при этом датчики выполнены иэ нитевидных кристаллов а измерительная частьзонда иэ медной фольги, при этом в местерасположения датчиков выполнен продольоный паэ, глубина которого превышаетвысоту датчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Петрушко И. А. и Белкин А, П.Миниатюрные преобразователи Холла дляопределения топографии магнитного полн."Автометрин", 1970, с. 55-56.2. Авторское свидетельство СССРМ 631827, кл,6011 33/06, 1978.840773 оставитель Г. СеменоваТехред Л, Ач Родиков орректор Л, Иван 66 Тираж 732 И Государственного комитета по делам изобретений и откры 3035, Юосквае Ж, Раушскаи Заказ 4 755/ВНИИП пис ное аб., д, 4/5 Фнпннп ППП Патента, г, Уягороп, ул. Проектная,