Claims (2)
стрикции ферромагнитных пленок оЬоШ структур, вызывает равные, но противоположные по знаку изменени числа импульсов их выходных сигналов. Коного тока, протекающего по подложке, вызывают одинаковые изменени числа .импульсов в выходных сигналах обоих тонкопленочных структур. При поступлебани амплитуды питающего перемехлении двух выходных сигналов на счетчик импульсов с дополнительным реверсивным входом изменени сигналов, вызванные измер емой величиной, складываютс , а изменени , вызванные колебани ми амплитуды, вычитаютс , уменьша сь в целом практически до нул . В результате точность преобразовани повышаетс . На фиг. 1 и 2 в двух проекци х показан магнитоупругий преобразователь усилий и деформации в числоимпульсный выходной сигнал. Преобразователь содержит упругий чувствительный элемент в в.иде плоской токопровод щей подложки 1 с трапецеидальным контуром. На каждой стороне подложки размещена тонкопленочна структура. Она выполнена в виде ферромагнитной пленки 2, нанесенной на подложку осью легкого намагничивани поперек оснований трапецеидального контура подложки. Коэффициенты магнитострикции ферромагнитных пленок 2 выбраны равными по величине, но противоположными по знаку. Также пленки могут быть выполнены, Hanpli- мер, из пермаллоев с содержанием никел 77 и 83%. Поверх ферромагнитной пленки 2 нанесена изол ционна пленка 3 с отверсти ми , размещенными вдоль оси легкого намагничивани ферромагнитной пленки 2. В отверсти х изол ционной пленки 3 размещены точечные контакты 4, электрически соединенные с поверхностью ферромагнитной пленки 2. На изол ционную пленку 3 нанесены два съемных проводника 5 по обе стороны от точечных контактов . Каждый из съемных проводников 5 электрически соединен со своими точечными контактами Ц, вз тыми через один: первый проводник 5 - с нечетными, второй с четными. Съемные проводники 5 обеих тонкопленочных структур подсоединены к счетчику 6, одна - к обычному, друга - к дополнительному реверсивному входу с 1 помощью клемм 7. Токопровод ща подложка I имеет на основани х клеммы 8 дл присоединени к источнику переменного тока. Преобразователь работает следующ образом, Клеммы 8 присоедин ют к источник переменного тока. В исходном состо нии, при отсутствии тока в подложке . 1, ферромагнитные пленки наход тс в состо нии остаточной намагниченно сти, т.е. на верхней или нижней плоской части магнитной петли гисте резиса .материала пленок. Вектор намагниченности направлен по оси легк го намагничивани . При прохождении переменного тока по подложке 1 на ее поверхности воз никает магнитное поле, которое действует на ферромагнитные пленки 2. За счет трапецеидальной формы ко тура плотность тока в подложке 1, а,следовательно, и напр женность ма нитного пол , действующего на разные участки пленки 2, оказываетс линей но завис щей в данный момент времени от положени участка. Те уйастки, где напр женность маг нитного пол .оказываетс меньше ко эрцитивной силы, остаютс практически в исходном состо нии. Те же участки пленки, где напр женность пол больше коэрцитивной силы, перемагничиваютс до противоположной по знаку намагниченности, т.е. переход т на противоположную ветвь петли гистерезиса, соотвутствующую состо нию насыщени материала пленки. В итоге часть пленки 2 находитс в исходном , а друга ее часть - в перемагниченном состо нии. Они раздел ютс доменной границей.. При изменении тока в подло.жке 1 , по синусоидальной зависимости доменна граница между част ми пленки 2. с разной намагниченностью будет перемещатьс то в одну, то в другую стороны . Амплитуда переменного тока в подложке 1 выбрана так, чтобы перемагничивалась половина пленки 2 в каж дой из двух тонкопленочных структур. При прохождении доменной границы между двум соседними точечными контактами k съемных проводниках 5 возникает электрический импульс. За четверть периода переменного тока, протекающего По подложке 1, доменна гра ница пробегает весь перемагничиваемый участок пленок The stresses of the ferromagnetic films of HOS structures cause equal, but opposite in sign, changes in the number of pulses of their output signals. The current flowing through the substrate causes the same changes in the number of pulses in the output signals of both thin film structures. When the amplitude of the feed intermixing of two output signals to the pulse counter with an additional reversing input is received, the changes in the signals caused by the measured value add up, and the changes caused by the amplitude fluctuations are subtracted to almost zero. As a result, the conversion accuracy is improved. FIG. Figures 1 and 2 in two projections show a magnetoelastic transducer of forces and deformation into a pulse-like output signal. The converter contains an elastic sensitive element in the form of a flat conductive substrate 1 with a trapezoidal contour. A thin film structure is placed on each side of the substrate. It is made in the form of a ferromagnetic film 2 deposited on a substrate by an axis of easy magnetization across the bases of the trapezoidal contour of the substrate. The magnetostriction coefficients of ferromagnetic films 2 are chosen equal in magnitude but opposite in sign. Films can also be made, Hanplimer, from permalloys with a nickel content of 77 and 83%. An insulating film 3 is applied over the ferromagnetic film 2 with holes arranged along the axis of easy magnetization of the ferromagnetic film 2. Pin holes 4 are placed in the holes of the insulating film 3, electrically connected to the surface of the ferromagnetic film 2. The insulating film 3 has two removable conductor 5 on either side of the point contacts. Each of the detachable conductors 5 is electrically connected to its point contacts C, taken through one: the first conductor 5 is with odd, the second with even. Removable conductors 5 of both thin-film structures are connected to counter 6, one to normal, another to additional reversing input with 1 using terminals 7. Current conducting substrate I has terminals 8 on its base for connection to an AC source. The converter operates as follows: Terminals 8 are connected to an AC source. In the initial state, in the absence of current in the substrate. 1, the ferromagnetic films are in a residual magnetization state, i.e. on the upper or lower flat part of the magnetic hysteresis loop. Film material. The magnetization vector is directed along the axis of easy magnetization. When an alternating current passes through the substrate 1, a magnetic field arises on its surface, which acts on the ferromagnetic films 2. Due to the keystone shape, the current density in the substrate 1 and, consequently, the intensity of the magnetic field acting on different parts of the film 2, is linearly dependent at a given time on the position of the region. Those areas where the magnetic field intensity is less than the coercive force remain practically in the initial state. The same parts of the film, where the tension of the floor is greater than the coercive force, are reversal to the opposite sign of magnetization, i.e. switches to the opposite branch of the hysteresis loop, corresponding to the saturation state of the film material. As a result, part of the film 2 is in the initial state, and the other part of it is in a magnetized state. They are separated by a domain boundary. When the current changes in the undercut 1, the sinusoidal dependence of the domain boundary between the parts of the film 2. with different magnetizations will move one way or the other. The amplitude of the alternating current in the substrate 1 is chosen so that half of the film 2 in each of the two thin-film structures is re-magnetized. When a domain boundary passes between two adjacent point contacts k of detachable conductors 5, an electrical impulse arises. For a quarter of the period of alternating current flowing over substrate 1, the domain boundary runs through the entire remagnetized region of films.
2. При этом в отсутствии усилий или деформаций, воздействующих на подложку 1, число импульсов , поступающих на счетчик 6 с обоих тонкопленочных структур, одинаково. Так как один из входов счетчика 1л етс реверсивным, то счетчик зарегистрирует разность этих чисел импульсов , равную нулю. Воздействи.е усилий или деформаций на подложку 1 приведет к тому, что коэрцитивна сила ферромагнитных пленок 2 изменитс : в одной из тонкопленочных структур она увеличитс , а в другой уменьшитс . Это приведет к тому, что в одной из пленок 2 соотBetcTBeHHO уменьшитс , а в другой увеличитс длина перемагничиваемого участка. Число импульсов, поступающих на входы счетчика 6, окажетс не одинаковым .. В соответствии с этим счетчик зарегистрирует разностное число импульсов, завис щее от величины воздействующих усилий или деформаций. Если измен етс амплитуда питающего тока, протекающего по подложке 1, то измен етс длина перемагничиваемого участка пленки 2, причем одинаково в обеих тонкопленочных структурах . Это вызывает одинаковое изменение числа импульсов, поступающих с тонкопленочных структур, которое за счет вычитани счетчиком 6 не будет регистрироватьс . В результате точность преобразовани усилий или деформаций в число импульсов не.будет зависеть от колебани амплитуды тока в подложке 1. . Устойчивость предлагаемого устройства к воздействи м колебаний амплитуды питающего тока позвол ет снизить требовани к стабильности источника питани и упростить его стройство. Формула изобретени Магнитоупругий преобразователь силий и деформаций в число-импульсый сигнал содержащий упругий чувтвительный элемент в виде плоской окопровод щей подложки с трапецедальным контуром, тонкопленочную труктуру в виде нанесенной на подожку ферромагнитной пленки ось егкого намагничивани которой наравлена поперек оснований трапецедального контура подложки, изол цинной пленки, нанесенной на ферромагнитную пленку, с отверсти ми, размещёнными вдоль ее оси легкого намагничивани , точечных контактов, размещенных в этих отверсти х, электриче«:ки соединенных с поверхность ферромагнитной пленки, и двух съемных проводников, нанесенных на изол ционную пленку по обе стороны от точечных контактов и электрически соединенных: один - с нечетными, другой - с четными контактами, а также счетчик импульсов, соединенный входом со съемными проводниками отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он снаб жен второй аналогичной тонкопленочной структурой, нанесенной с другой стороны упругого чувствительного2. At the same time, in the absence of forces or deformations acting on the substrate 1, the number of pulses arriving at the counter 6 from both thin-film structures is the same. Since one of the inputs of the counter 1 is reverse, the counter will register the difference of these numbers of pulses, equal to zero. The effect of the forces or deformations on the substrate 1 will cause the coercive force of the ferromagnetic films 2 to change: in one of the thin film structures it will increase, and in the other it will decrease. This will cause the corresponding BetBTBeHHO to decrease in one of the films 2, and the length of the magnetizable region will increase in the other. The number of pulses arriving at the inputs of counter 6 will not be the same. Accordingly, the counter will register the difference number of pulses, depending on the magnitude of the acting forces or deformations. If the amplitude of the supply current flowing through the substrate 1 changes, the length of the reversible part of the film 2 changes, and the same in both thin film structures. This causes the same change in the number of pulses from thin-film structures, which, by subtracting by the counter 6, will not be recorded. As a result, the accuracy of converting forces or deformations into the number of pulses will not depend on the fluctuation of the current amplitude in the substrate 1.. The stability of the proposed device to the effects of fluctuations in the amplitude of the supply current makes it possible to reduce the requirements for the stability of the power source and simplify its structure. The claims magnetoelastic transducer Silius and deformations in the number of pulse signals comprising a resilient chuvtvitelny element in the form of a flat okoprovod conductive substrate trapetsedalnym circuit thin film trukturu as deposited on the substrate to obtain a ferromagnetic film axis egkogo magnetization which naravlena transversely bases trapetsedalnogo substrate circuit isolates Cinna film, deposited on a ferromagnetic film, with holes placed along its axis of easy magnetization, point contacts placed in this their holes, electrically connected: ki connected to the surface of a ferromagnetic film, and two detachable conductors deposited on an insulating film on both sides of point contacts and electrically connected: one with odd ones, the other with even contacts, and also a pulse counter, connected to the entrance with removable conductors characterized in that, in order to increase accuracy, it is provided with a second similar thin-film structure deposited on the other side of the elastic sensitive
-J -J
ff
II
/ . элемента, у которой коэффициент магнитострикции ферромагнитной пленки равен, но противоположен по знаку , коэффициенту магнитострикции пленки первой тонкопленочной структуры , а счетик импульсов выполнен с дополнительным реверсивным входом, соединенным со съемными проводниками второй тонкопленочной структуры. Источники информации, прин тые во при экспертизе 1.Электрические измерени неэлектрических величин. Под ред. П. В. Новицкого, Л., Энерги , 1975, с. 322, рис. 13-20 6. 2.Авторское свидетельство СССР ff 492728, кл. G 01 В 7/2, 1973 (прототип)./. element, in which the magnetostriction coefficient of a ferromagnetic film is equal, but opposite in sign, to the magnetostriction coefficient of the film of the first thin-film structure, and the pulse count is made with an additional reversing input connected to the removable conductors of the second thin-film structure. Sources of information adopted in the examination 1. Electric measurements of non-electric quantities. Ed. P.V. Novitsky, L., Energie, 1975, p. 322, fig. 13-20 6. 2. USSR author's certificate ff 492728, cl. G 01 B 7/2, 1973 (prototype).