SU976392A1 - Преобразователь амплитуды переменного тока в импульсный сигнал - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности « к измерени м переменных электрических величин, и может быть использовано в цифровых измерител х агтлитуды переменного тока. .

Известны преобразователи гдашлитуды переменного тока в иютульсный сигнал, содержащие магнитопленочный чувствительный элемент и выходное устройство в виде съемных зондов чувствительный элемент представл ет собой магнитную пленку с одноосной анизотропией, нанесенную на клинообразную шину, ось легкого намагничивани  (ОЛН) магнитной пленки параллельна оси симметрии клина, с боковыми гран ми последнего соединен источник преобразуемого ток;а; шина, магнитна  пленка и -проводники зондов изолированы друг от друга диэлектрическими сло ми. Под действием .магнитного пол  преобразуемого перемененного , например синусоидального тока, в магнитной пленке перемещает , с  доменна  граница. Так как в движуj щейс  доменной границе происходит вращение вектора намагниченности, то измен ющеес  магнитное поле созда. ет вихревое поле, вызывающее по вле-;

ние сторонней ЭДС. В результате, при прохождении доменной границы Нс точечными контактами, на выходных клеммах зондов возникают импульсы напр жени , пол рность которых зависит от направлени  перемагничивани , а число - от числа охваченных перемагниченной областью мест присоединени  контактов к пленке, что в свою

10 очередь пропорционально амплитуде переменного тока 1., „.

В известном преобразователе выход нов устройство выполнено в виде

15 съемных зондов, имеющих точечные контакты и тонкопленочные проводники. Зонды прошивают верхний изол ционный слой преобразовател  и соедин ютс  точечными контактами с магнитной

20 пленкой. Тонкопленочные проводники зондов расположены поверх изол ционного сло  и электрически соедин ют , между собой раздельна четные и не- четные точечные контакты. Такое вы25 полнение выходного устройства усложн ет конструкцию преобразовател  и, ,следовательно, технологию его изготовлени .

Целью изобретени   вл етс  упроЗй шение конструкции преобразовател  амплитуды переменного тока в импульс кый сигнал. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе амплитуды переменного тока в импульсный сигнал, содержащем чувствительный элемент , в виде тонкой магнитной пленки с одноосной анизотропией, нанесенной поверх изол ционного сло на клинообразную шину, подключенную к входу преобразовател , и выходное устройство , магнитна  пленка выполнена в.виде отдельных п тен, равномерно распределенных вдоль оси симметрии клина, перпендикул рно которой рас-, положены оси легкого наглагничивани п тен , вход преобразовател  подключе к вершине и основанию клина, а выходное устройство выполнено в виде тонкопленочного съемного витка, обхватывающего магнитные п тна и шину На фиг.1 изображена принципиальна  схема предложенного преобразов.атeл  на фиг.2 - расчетна  схема дл  определени  напр женности магнитного пол  на поверхности шины; на фиг.З упрощенные графики напр женности маг нитного пол  при одном значении преобразуемого тока и импульсов ЭДС в съемном витке. Преобразователь содержит магнитопленочный чувствительный элемент, состо ний из отдельных п тен 1, равномерно распределенных вдоль, оси симметрии клинообразной шины 2, к вершине и основанию которой через контакты 3 подключены входные зажилаа 4. Тонкопленочные проводники съемного витка 5 обхватывают шину с магнитными п тнгши; ОЛН последних расположены перпендикул рно оси симметрии клина. Шина, пленки-п тна и проводники съемного витка изолирован друг от друга диэлектрическими сло ми . .Вс  многослойна  тонкопленочна  структура может быть напылена на подлох(ку, например из стекла. Преобразователь работает следующшл образом. Преобразуемый переменный, например синусоидальный, ток равномер но распредел етс  по поперечному сечению клинообразной шины. Поэтому плотность тока в каждый момент врем ни максимальна у вершины шины и минимальна у ее основани . В результа напр женность магнитного пол  этого тока в один и тот же момент времени уменьшаетс  от вершины клина к его основанию. При этом по мере увеличе тока в шине происходит поочередное перемагничивание пленок-п тен по ме ре превышени  напр женности пол  пр образуемого тока коэрцитивной силы пленок-п тен. При перемагничивании каждого п тна в съемном витке вывод с  импульс ЭДС. Число перемагниченHUX п тен, а значит и число выходных импульсов за один полупериод изменени  преобразуемого тока пропорционально его амплитуде (фиг.З). Следующа  полуволна преобразуемого тока, создающа , магнитное поле обратного, предыдущей полуволны направлени , в той же очередности возвращает намагниченность п тен в исходное состо ние, при этом в съемном витке навод тс  импульсы ЭДС обратной пол рности. Выходной сигнал преобразовател  мо- , жет подаватьс  после усилени  на счетчик электрических импульсов либо использоватьс  в дискретных систе- мах контрол  и управлени . Количественна  св зь мезэду амплй тудой преобразуемого тока числом tS выходных импульсов определ етс  следующим образом. Условие переключение пленок-п тен выражаетс  уравением , H(X) HC, где HC - коэрцитивна  сила пленок; ц - напр х енность магнитного пол  преобразуемого тока в месте расположени  данного п тна . ПОСКОЛЬКУ то.птина тонкопленочной клинообразной шины и рассто ние между плоскостью магнитной пленки н поверхностью шины пренебрежимо малы . по сравнению с шириной шины, то Н(х) можно рассчитать по формуле ИСК)., где С - ширина шины. JB координате шины, удаленной от вершины клина на рассто ние X ( фиг.2) ширины шины равна C--2x-t |, где оС- угол при вершине клина. Подставл   приведенные величины в уравнение (1, находит координату X, вплоть до которой йереключаютс  п тна: э 4Hct8W2) Если на всей длине U клина равномерно распределены W п тен, то длине X будут соответствовать N ., N , СЗ) 4lHc-feg- -%п тен ( сно, 41-0 и округл етс  до блйжа йшего менвшегс целого числа). Выражение (з) показывает что св зь между амплитудой л числом выходных импульсов и в предложенном преобразователе линей.на. На фиг.З изображ;ен случай и 4. Величина угла oi клина выбираетс  по заданному диапазону преобразовани . Если задана предельна  в.еличина .Згппр амплитуды преобразуег/юго тока,. ; то при Зу рДол«но иметь место . Исход  из этого, из выражени  ЧЗ) получаем формулу дл  расчета -угла d

Например, в преобразователе с .диапазоном преобразовани  при значени х параметров li 1Э,1м , Hj.48 А/м угол ot оказываетс  равнам 6°. В этом преобразователе ва- куумнвм испарением напыле{Ш пермаллоевые (с добавкой молибдена и с последуюнипч отжиге) пленки-п тна диаметрсм 0,5 ми в количестве штук. Проводники съемного витка, напьшениые из , были расположены сш«4етрично с обеих сторон шины: при этом сигнал помехи от тока ши ы в съе нном витке практически не возникал. Чувствительность преобразовател  составл ла 180 имп/А, порог чувствительности - 5мА.

Сопоставление предлагаемого преобразовател  амплитуды переменного тока в импульсный сигнал с известными показывает, что в предлагаемом преобразователе конструкци  значительно упрошена благодар  тому, что

пленки-п тна частично совмещают в себе функции выходного устройства. В результате упроститс  технологи  изготовлени  преобразовател , что снизит его стоимость.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 502246, кл. G 01U 1/12, 1974.

/ /

Фиг.1

н(х)

Jf

f s iS-ey