SU883753A1

SU883753A1 - Meter of electric current in a conductor

Info

Publication number: SU883753A1
Application number: SU802891916A
Authority: SU
Inventors: Василий Петрович Ястребцев; Юрий Петрович Ястребцов
Original assignee: Уфимский Ордена "Знак Почета" Приборостроительный Завод Им.В.И.Ленина
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1981-11-23

Description

1one

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл использовани при измерени х тока в услови х воздействи внешних магнитных полей, например в проволочных детекторах элементарных частиц.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in current measurements under conditions of external magnetic fields, for example, in wire detectors of elementary particles.

Известно устройство дл измерени электрического тока в проводнике , выполненное на основе измерительного моста, в котором два из четырех плеч образованы МДП-транзисторами l .A device for measuring electrical current in a conductor, made on the basis of a measuring bridge, in which two of the four shoulders are formed by MOS transistors l.

К недостаткам данного устройства следует отнести малую чувствительность , определ емую упрощенной схемной реализации моста, и низкую точность , обусловленную подверженностью к воздействи м внешних магнитных полей .The disadvantages of this device include the low sensitivity determined by the simplified circuit implementation of the bridge, and the low accuracy due to exposure to external magnetic fields.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс измеритель электрического тока в проводнике , содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, плечи которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке резисторами исток-сток с объемными каналами св зи вдоль высотыThe closest in technical essence to the present invention is an electric current meter in a conductor containing a measuring bridge sensitive to the magnetic field of the monitored current, whose arms are formed by a source-drain resistors formed on a common semiconductor substrate along with height communication channels

подложки, регистрирующий прибор, включенный в соответствующую диагональ моста 2 .substrate, registering the device included in the corresponding diagonal of the bridge 2.

Недостаток известного устройства св зан с неприемлемой в р де случаев практического применени чувствительностью , котора объ сн етс несовершенством прин той мостовой. схемы и неоптимальной конструкцией A disadvantage of the known device is associated with inappropriate sensitivity in a number of practical applications, which is explained by the imperfection of the adopted pavement. schematic and non-optimal design

10 моста, основанной на поверхностных каналах.10 bridges based on surface channels.

Цель изобретени - повышение чувствительности измерительного уст- ройства.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the measuring device.

1515

Поставленна цель достигаетс тем, что в измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, The goal is achieved by the fact that an electric current meter in a conductor, containing a measuring bridge sensitive to the magnetic field of the monitored current,

20 плечи которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке резисторами исток-сток с объемными каналами св зи вдоль высоты подложки, регистрирующий20 whose arms are formed by source-drain resistors formed on a common semiconductor substrate with bulk communication channels along the substrate height, recording

25 прибор, включенный в соответствующую диагональ моста, введен дополнительный измерительный мост, аналогичный первому, причем полупроводникова подложка выполнена в виде полого25, the device included in the corresponding diagonal of the bridge, introduced an additional measuring bridge, similar to the first, with the semiconductor substrate made in the form of a hollow

30 цилиндра, разделенного на восемь30 cylinder divided by eight

кольцевых сегментов с истоками и стоками на внутренних и внешних поверхност х , оба измерительных моста размещены по отношению к проводнику с контролируемым током в-двух квалрупольных плоскост х, а диагонали мостов соединены параллельно.ring segments with springs and drains on the inner and outer surfaces, both measuring bridges are positioned in relation to the conductor with a controlled current in two two-quadrupole planes, and the diagonal bridges are connected in parallel.

,На фиг. 1-3 изображена обща конструкци предложенного измерител электрического тока в проводнике и показаны его наиболее характерные сечени , на фиг. 4 - электрическа схема замещени устройства., FIG. 1-3 depicts the general construction of the proposed electric current meter in a conductor and shows its most characteristic cross sections; FIG. 4 is an electrical circuit for replacing a device.

Проводник с контролируемым током Пропускаетс через -полупроводниковую подложку 1 (например, р-типа проводимости) ,выполненную в виде полого цилиндра, разделенного на кольцевые сегменты (п-типа проводи-мости ) , На внутренних и внешних поверхност х сегментов установлены электроды истоков 2-9 и стоков 10-17, между которыми образованы рабочие радиальные каналы-резисторы исток-сток 18-25. Между соответствующими резисторами, размещенными вдоль высоты пйдложки 1, образованы четыре объемных канала св зи, из которых на фиг. 1 отмечены только два - 26 и 27. Один из измерительных мостов реализован на резисторах 18 - 21, а ддругой - на резисторах 22-25. К одним параллельно соединенным диагонал м мостов через ограничительный резистор 28 подключен источник 29 питани , св занный с шиной 30 нулевого потенциала. К другим также параллельно соединенным диагонал м мостов подключен регистрирующий прибор 31. В квадрупольных плоскост х 32 и 33 расположены: измерительные мосты.Current-controlled conductor Pass through an α-semiconductor substrate 1 (e.g., p-type conductivity) made in the form of a hollow cylinder divided into ring segments (p-type conductivity). The source electrodes 2 are installed on the inner and outer surfaces of the segments. 9 and drains 10-17, between which the working radial channels-source-drain 18-25 resistors are formed. Between the respective resistors placed along the height of the platform 1, four surround channels are formed, of which FIG. 1, only two are marked - 26 and 27. One of the measuring bridges is implemented on resistors 18-21, and the other on resistors 22-25. A power supply 29 connected to the zero-potential bus 30 is connected to one parallel-connected bridge diagonal through a limiting resistor 28. A registering device 31 is also connected to the other diagonally connected bridge bridges. In the quadrupole planes 32 and 33, there are: measuring bridges.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

С подачей питани от источника 29, но при отсутствии контролируемого тока через рабочие каналы протекают токи , отмеченные на фиг. 1 сплошными стрелками. Оба измерительных моста наход тс в равновесии и выходной канал в регистрирующем приборе 31 располагаетс на нулевом уровне.With the power supplied from source 29, but in the absence of a controlled current, the currents indicated in FIG. 1 solid arrows. Both measuring bridges are in equilibrium and the output channel in the recording device 31 is located at zero.

При по влении контролируемого тока на измеритель воздействует круг говое магнитное поле, которое отклон ет носители из одних плеч мостов в другие через каналы св зи в направлени х , отмеченных на фиг. 2 пун-ктирными стрелками, в результате сопротивлени резисторов одних плеч , уменьшаютс , а других увеличиваютс . При этом ко входу регистрирующего прибора 31 подводитс суммарный сигнал рассогласовани обоих мостов, в результате чувствительность устройства оказываетс весьма высокой.When a controlled current appears, the meter acts on a circular magnetic field that deflects carriers from one arm of the bridge to the other through communication channels in the directions marked in FIG. 2 punctured arrows, as a result of the resistance of the resistors of one arm, decrease, while others increase. At the same time, the total error signal of both bridges is supplied to the input of the registering device 31, as a result, the sensitivity of the device is very high.

При воздействии на предлагаемый измеритель внешнего магнитного пол рассогласование мостов не возникает. When exposed to the proposed meter external magnetic field misalignment of the bridges does not occur.

В предложенном устройстве имеет место оптимальное использование по5 лупроводникового кристалла. Измеритель сохран ет работоспособность как на посто нном, так и на переменном токе .In the proposed device, there is an optimal use of a semi-conductor crystal. The meter maintains operability in both direct and alternating currents.

Claims

1. US patent 3,714,523, cl. 317-235,19.71.

2, USSR Author's Certificate in Application No. 2892043 / 18-21, cl. G 01 R 19/00, 04.03.80.

A-A

22

.2