SU684306A1 - "Преобразователь перемещений и вибраций в электрический сигнал - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  малых перемещений и вибраций в сплошных твердых телах.

Известно устройство дл  измерени  перемеш .ений с пленочным датчиком Холла, жестко св занным с магнитной пленкой на диэлектрической подложке 1. Данное устройство не позвол ет измер ть малые перемещени  и вибрации пор дка 10 А.

Известно также устройство дл  измерени  перемещений 2, содержащее витую упругую ленту, св занную с исследуемым объектом, и чувствительный элемент, расположенный в центральной части ленты. Недостатками данного устройства  вл ютс  сравнительно большие габариты и недостаточно высока  чувствительность.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и уменьшение габаритов преобразовател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом преобразователе чувствительный элемент выполнен в виде гальваномагниторекомбинационного элемента, расположенного вдоль направлени  регистрируемых перемещений в магнит11ом поле, вектор магнитной индукции которого направлен перпендикул рно длине элемента и параллельно плоскости, соедин ющей середины областей с высокой и низкой скорост ми поверхностной рекомбинации носителей тока в гальваномагниторекомбинационном элементе .

Дл  уменьшени  инерционности преобразовател  и повышени  линейности гальваномагниторекомбинационный элемент выполнен в виде отрезка литого полупроводникового микропровода с областью высокой скорости поверхностной рекомбинации носителей , выполненной в виде сло  цилиндрической формы с центральным углом не более 15°

Схема описываемого устройства представлена на чертеже.

Claims (2)

1. Преобразователь содержит неподвижную магнитную систему, например, в виде посто нного магнита 1, между полюсами которого создано однородное магнитное поле. В зазоре .между указанными полюсами расположен гальваномагниторекомбинационный элемент (ГМР-элемент) 2, например, из литого германиевого микропровода, который закреплен на перемычке 3 в центральной части передачи, выполненной в виде витой упругой ленты 4 (механизма Абрамсона). Этот механизм обеспечивает высокое передаточное отношение пор дка 5- 8 град/мкм при сравнительно малом продольном усилии 0,01-0,025 г/град. ГМР-элемент представл ет собой полупроводниковый кристалл, например германи , с токовыми контактами 5 и токовыводами на концах (в данном случае ими служат витые участки 4 (механизма Абрамсона ), противоположные грани которого обладают различными скорост ми поверхностей рекомбинации носителей тока. При воздействии на ГМР-элемент магнитного пол , вектор магнитной индукции которого перпендикул рен протекающему в нем току и плоскости, соедин ющей середины областей с высокой и низкой скорост ми поверхностной рекомбинации, его сопротивление измен етс  максимальным образом. Если питать указанный элемент переменным током, то под действием посто нного магнитного пол  на его токовыводах возникает посто нное напр жение (сигнал), пропорциональное величине этого пол  В предложенном устройстве ГМР-элемент расположен вдоль направлени  регистрируемых перемещений таким образом, чтобы вектор магнитной индукции был направлен перпендикул рно длине ГМР-элемента, а значит, и току в нем, и параллельно плоскости, соедин ющей середины областей с высокой и низкой скорост ми поверхностной рекомбинации носителей тока. При этом сигнал с ГМР-элемента в начальном положении равен нулю. Измер емое напр жение с ГМР-элемента поступает в электрическую схему 6 регистрации сигнала. Предлагаемый преобразователь обычно служит дл  измерени  малых перемещений и вибраций, происход щих, например, внут ри малого объема исследуемого объекта (обычно сплощного твердого тела), дл  чего концы витых участков упругой тонкой ленты механизма Абрамсона креп тс  в точках, относительно которых измер ютс  взаимные перемещени . Устройство работает следующим образом . При возникновении перемещений механизм Абрамсона сообщает ГМР-элементу вращательное движение. ГМР-элемент, ориентированный в магнитном поле описанным выще способом, при вращении измен ет свое сопротивление. Подключенный в электрическую схему, питающую его стабилизированным переменным током, ГМР-элемент выдел ет посто нное напр жение на токовыводах , пропорциональное углу его поворота , а значит, и измер емому перемещению. Это напр жение измер етс  схемой регистрации сигнала. Таким образом достигаетс  преобразование малых перемещений и вибраций исследуемого объекта в электрический сигнал. Совместное использование ГМР-элемента и механизма Абрамсона позвол ет достичь вь1сокой .пороговой чувствительности пор дка 3-5 А при уменьшении габаритов и простоте конструкции. Применение витых участков упругой ленты механизма Абрамсона в качестве токовыводов ГМР-элемента снижает поперечные размеры устройства и индукционные наводки, что уменьщает погрешность измерени . Выполнение ГМР-элемента в виде отрезка литого полупроводникового микропровода , например из германи , с областью высокой скорости поверхностной рекомбинации носителей тока, выполненной в форме цилиндрического сло  с центральным угло.м не более 15°, повышает линейность преобразовани  (за счет цилиндрической формы) и резко снижает инерционность работы преобразовател  (за счет снижени  поперечных размеров). Внедрение предлагаемого изобретени  позволит измер ть малые перемещени  и вибрации в сплошных твердых телах и оболочках , например, регистрировать начальные стадии разрушающих деформаций с целью их предотвращени . Формула изобретени  1.Преобразователь перемещений и вибраций в электрический сигнал, содержащий витую упругую ленту, св занную с исследуемым объектом, и чувствительный элемент, расположенный в центральной части ленты, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  чувствительности и уменьщени  габаритов, чувствительный элемент выполнен в виде гальваномагниторекомбинационного элемента , расположенного вдоль направлени  регистрируемых перемещений в магнитном поле , вектор магнитной индукции которого направлен перпендикул рно длине элемента и параллельно плоскости, соедин ющей середины областей с высокой и низкой скорост ми поверхностной рекомбинации носителей тока в гальваномагниторекомбинационном элементе. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  инерционности и повыщени  линейности, гальваномагниторекомбинационный элемент выполнен в виде отрезка литого полупроводникового микропровода с областью высокой скорости поверхностной рекомбинации носителей, выполненной в виде сло  цилиндрической формы.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1 Авторское свидетельство СССР № 503153, кл. G 01 D 5/12, 1973
2. 2. Авторское свидетельство CCLF № 244668, кл. G 01 L 9/00, 1967 (прототип ).