SU245895A1

SU245895A1 - Плоский гальваномагнитный полупроводниковый датчик напряженности слабого магнитного поля

Info

Publication number: SU245895A1
Application number: SU1178501A
Authority: SU
Original assignee: И. П. Ананьев

Description

Изобретение относитс к области электроизмерительной техники и может быть использовано дл измерени слабых посто нных н переменных магнитных полей.

Известен плоский гальвапомагнитиый полупроводниковый датчик дл измерени напр женности магнитных полей, называемый датчиком Холла. По электроды Холла обычно не удаетс точно расположить на эквипотенциальной линии, и, дл устранени возникающей на них паразитной разности потенциалов, ввод т схемы компенсации, что приводит к усложнению конструкции датчика.

Кроме того, чувствительность подобных датчиков повышаетс с уменьшением его толщины . Получение очень тонких кристаллических датчиков сопр жено с серьезными технологическими трудност ми, а у очень тонких пленочных датчиков уменьшаетс подвижность носителей тока.

Отличием предлагаемого датчика вл етс то, что он выполнен в виде плоского кольца из примесного полупроводника, к внутреннему и наружному кра м которого подключены питающие электроды, а с двух сторон на кольцо наложены выходные катушки индуктивности; каждый из иитающих электродов выполнен в виде многолучевой звезды, каледый луч которой имеет, например, нлоскую форму, причем концы лучей подсоединены к краю кольца,

центр - к питающему проводнику, а между электродом, лучи которого подсоединены к наружному краю кольца, и телом кольца установлена зол ционна прокладка. Кажда индуктивна катушка, налол енна на кольцевой датчик, выполнена плоской формы, повтор ющей форму полупроводникового кольца, причем витки каждой катушки плотно прилегают друг к другу, а сами катушки соединены последовательно.

Такое выполнение датчика иозвол ет избавитьс от контактов измерительных (выходных ) электродов с полупроводниковым элементом , получить равномерную нлотность тока во всех точках кольца и уменьшить потери на вихревые токи. Кольцева форма датчика приводит к увеличению его чувствительности на 1-2 пор дка по сравнению с чувствительностью датчика Холла из того Hie материала и при той же подводимой мощности и исключает вли ние удельного сопротивлени примененного полупроводника и толщины датчика на его чувствительность.

На фиг. 1 изобра кен нредлагаемый датчик, на фиг. 2 - показана конструкци токовых электродов.

Описываемый датчик состоит из плоского полупроводникового кольца 1, изготовленного из полупроводника с высокой подвижностью примесных носителей тока, электродов 2 и 3 с

выводами 4 дл подключени датчика к источнику питани , выходной катушки 5, индуктивно св занной с кольцом и служащей дл сн ти выходного напр жени датчика, и изол ционной прокладки 6, предотвращающей замыкание электродов 2 тл 3 между собой и шунтирование электродом 3 плоскости кольца /.

Электроды 2 VI 3 обеспечивают в кольце / по возможности одинаковую плотность тока во всех точках кольца, равноудаленных ог центра.

Дл измерени магнитного пол к выводам 4 подвод т синусоидальное напр жение с частотой Wj а плоскость кольца располагают перпендикул рно силовым лини м измер емого пол .

Дл предотвращени вли ни тока, возникающего в выходной катущке в присутствии магнитного пол , на величину отклонени носителей тока в полупроводниковом кольце собственное магнитное поле катущки не должно иметь в толще кольца составл ющей, направленной перпендикул рно его поверхности. Такому условию удовлетвор ет плоска кольцева катушка, витки которой плотно прилегают к поверхности кольца (см. фиг. 1) или катушка, состо ща из двух таких плоских катушек, с двух сторон прилегающих к кольцу .

Токовые электроды имеют форму правильной многолучевой звезды, центр которой присоедин етс к выводу, а концы лучей - к краю кольца: концы лучей одной звезды - к внутреннему краю кольца, другой - к наружному . Число лучей звездообразных электродов должно быть больщим, так как большее число лучей обеспечивает более равномерное распределение тока по окружности кольца. Вместе с тем площадь электродов в плоскости, параллельной плоскости кольца, должна быть по возможности меньшей, чтобы уменьшить потери на вихревые токи.

Датчик предназначен дл измерени преимущественно слабых (примерно 0,001-200 э.

1105

ИЛИ -;-- ajM в системе СИ) посто н4-;: 45:.

ных И переменных магнитных полей и используетс совместно с высокоомным резонансным усилителем.

Дл измерени полей в узких зазорах и близко (на рассто нии 2-3 диаметров датчика ) от ферромагнитных или электропроводных масс датчик не используетс .

Предмет изобретени

Claims

1.Плоский гальваномагнитный полупровод5 никовый датчик напр и енности слабого магнитного пол , питаемый переменным током, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности датчика, он выполнен в виде плоского кольца из примесного полупроводника , к внутреннему и наружному кра м которого подключены питающие электроды, а с двух сторон на кольцо налол ены выходные катущки индуктивности.

2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, 5 что, с целью получени равномерной плотности тока во всех точках кольца и уменьшени потерь на вихревые токи, каждый из питающих электродов выполнен в виде многолучевой звезды, каждый луч которой имеет, например, плоскую форму, причем концы лучей подсоединены к краю кольца, центр-к питающему проводнику, а между электродом, лучи которого подсоединены к наружному краю кольца, и телом кольца установлена изол 5 ционна прокладка.

3.Устройство по п. 1 и 2, отличающеес тем, что, с целью исключени вли ни собственного магнитного пол выходных индуктивных катущек датчика, кажда индуктивна

0 катушка, наложенна на кольцевой датчик, выполнена повтор ющей форму полупроводникового кольца, причем витки каждой катущки плотно прилегают друг к другу, а сами катущки соединены последовательно.

5 ,1

4

Pi/g./

иг.2