SU813342A1 - Устройство дл измерени градиентаМАгНиТНОгО пОл - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  градиентов магнитных полей.

Известно устройство дл  обнаружени  неоднородности магнитного пол , содержащее два полупроводниковых потокочувствительных элемента, соединенных параллельно между собой и последовательно с источником питани , причем боковые контакты элементов соединены с измерительным прибором.

При нахождении одного из потокочувствительных элементов в поле, инвертированном по отношению к остальному , по возникновению выходного напр жени  определ ют наличие магнитного пол  противоположного направлени 

1.

Недостатком этого устройства  вл етс  его нечувствительность к мальм градиентам в области сильных магнитных полей из-за стремлени  к на-, сыщению магнитосопротйвлени  потокочувствительных элементов.

Известно также устройство дл  измерени  градиента магнитного пол , содержащее потокочувствительные полупроводниковые элементы и резисторы включенные по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен регистрирующий прибор,а в другую - источник питани . При отсутствии магнитного пол , а также в однородном поле, сопротивлени  обоих высокочувствительных элементов одинаковы и показание измерительного прибора равно нулю. Корректировка нул  отсчета производитс  с помощью переменных резисторов- . При помещении полупровод0 никовых элементов в исследуемое магнитное поле, сопротивление последних мен етс , а при наличии градиента изменени  различны, что и регистрирует измерительный прибор 2.

5

Недостатком устройства  вл етс  его нечувствительность к малым градиентам сильных магнитных полей, обусловленна  насыщением магнитосопротйвлени  потокочувствительных эле0 ментов .

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства к малым градиентам сильных магнитных полей.

Claims (1)

1. Цель достигаетс  тем, что в ус5 тройство дл  измерени  градиента магнитного пол , содержащее потокочувствительные полупроводниковые элементы и резисторы, включенные по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен регистрирующий прибор, а в другую - источник пр моугольных им пульсов, дополнительно введены диод, лини  задержки и кокмутатор, при этом источник импульсного напр жени  подключен к одной диагонали моста через диод в пр мом направлении, а к другой - через линию задержки и крмму1|атор включенные в измерительную диа гональ моста последовательно с Регистрирующим прибором. На чертеже показана схема устройства . Устройство состоит из двух полупроводниковых элементов магниторезисторов 1 и 2 и резисторов 3 и 4, соединенных по мостовой схеме, импульсного источника 5 пр моугольных импульсов , подключенного к одной диагонали моста через диод б, включен-. ный в пр мом направлении, а к другой - через линию задержки 7 и коммутатор 8, включенные последовательно с регистрирующим прибором 9 в измерительную диагональ моста. Устройство работает следующим образом . , Пр  прохождении импульса пр мого тока от источника 5 через диод 6, на последнем накапливаетс  зар д, котоЕИй рассасываетс  после окончани  действи  импульса. Величина накопленного зар да и скорость его рассасьюани  будут зависеть от коэффициен та йнжекций диода б и .времени жизни инжектированных носителей. Этот накопленный зар д про вл етс  во внешней цейи как послеинжекционна  ЭДС, скорость спада которой определ етс  рекомбинацией и утечкой носителей зар да через внешнюю цепь. В случае, если времена жизни неосновных носителей больше посто нной времени анеш ней цепи/ скорость спада послеинжек ционной ЭДС определ етс  следуюашм u(V)iXo)w(-), соотношением где и(о) - напр жение на диоде в момент окончани  импульса пр мого тока; Сд - барьерна  емкость диода, обычно ра:вна 100-200|1ф; -аквйвалентное сопрЬтй&лейие цепи/ через которое происходит рассасывание зар да; , Л . /. -врем  задержки, задаваемое линией задержки Яп  . германиевого диода, соетавл ютее 20-100 мкС Значени  сопротивлений 1 - 4 и q6faTHoro сопротивлени  диода б можно подобрать так, что скорость спада послеинжекцнонной ЭДС И (t) будет зависеть только от сопротивлени  маг ни торе зис торов 1 и 2 (1Ц,), тогда при фиксированном значении Ц, она будет экспоненциально зависеть от сопротив лений магниторезисторов 1 и . В слу чае отсутстви  градиента исследуемого магнитного пол , в любой момент времени, задаваемый линией задержки 7и коммутатором 8, сопротивлени  магниторезисторов 1 и 2 одинаковы и показани  регистрирующего прибора 9 равно нулю. При наличии градиента магнитного пол  изменени  сопротивлений , магниторезисторов 1 и 2 разЬичны , что и регистрирует прибор 9. 8сильных магнитных пол х магнитосопротивлени  стрем тс  к насыщению, а так как послеинжекционна  ЭДС экспоненциально зависит от магнитосопротивлени  (R() магниторезисторов 1 и 2, что незначительное.изменение последнего вызывает экспоненциальный рост выходного сигнала, что дает возможность измер ть малые градиенты сильных магнитных полей. Послеинжекционна  ЭДС И (t) быстро растет с ростом магнитосопротивлени -в области, где . Таким образом, сверхлинейный рост выходного сигнала от магнитосопротивлени  (напр женности магнитного пол ) будет сохран тьс  до значений его пор дка . Така  сверхлинейна  зависимость выходного сигнала от магнитосопротивлени  обеспечивает возможность, измерени  малых градиентов сильных магнитных полей. При больших абсолютных значени х магнитной индукции, когда происходит значительное увеличение магнитосопротивлени  магниторезисторов 1 и 2, дл  измерени  малых градиентов корректировку нул  отсчета производ т уменьшением величины барьерной емкости (Сд) диода б и его обратного сопротивлени  с помощью небольшого смещени  диода 6 в пр мом .направлении или его подсветкой. Дл  точного измерени  градиента магнитного пол  необходимо , чтобы линейные размеры потокочувствительных полупроводниковых элементов были меньше, чем их базовое рассто ние. Дп  существующих магниторезисторов, подбор их начального сопротивлени  осуществл ют по длине полоски при приемлимых значени х ее ширины и толщины, Обычно длина пол1троводниковых полосок , используемых в магнитометрии, составл ет мм. Уменьшение длины полоски приводит к малfcjM значени м её начального магнитосопротивлени  и соответственно к его незначительным изменени м в магнитном поле . . Данное устройство позвол ет измерить малые градиенты при малых начальньах значени х сопротивлени - магНИ орезистороВ из-за сверхлинейной зависимости выходного сигнала от магнитосопротивлени  в широком диапазоне значений и увеличении крутизны этой зависимости при уменьшении магнитосопротивлени , такое преимущество позвол ет уменьшить линейные размеры потокочувствительных элементов и повысить точность измерени  градиентов магнитного пол , и тем са мьм, получить точное описание топографии исследуемого магнитного пол  в широком интервале значений магнитной индукции. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  градиент магнитного пол , содержгицее потокочувствительные полупроводниковью эле менты и резисторы, включенные по мое товой схеме, в одну диагональ .которо включен регистрирующий прибор, а в другую - источник пр моугольных иМпульсов , отличают ее с   тем что, с целью повышени  чувствительности устройства к мальм градиентам сильных магнитных полей, в него дополнительно введены диод, лини  задержки и коммутатор, при этом источник импульсного напр жени  подключен к одной диагонали моста через диод в пр мом направлении, а к другой через линию задержки и коммутатор, включенные в измерительную диагональ моста последовательно с регистрирующим прибором. Источники информации, прин та е во внимание при экспертизе 1.Патент США 3973182, кл. 324-45, 1971, 2,Вайсе Г. Физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение. Энерги , М, 1974, с. 265-267.