Устройство для измерения градиента индукции магнитного поля Советский патент 1986 года по МПК G01R33/06 G01R33/22 

I125

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и может быть использовано при измерении величины градиента индукции неоднородного постоянного И.ПИ переменного магнитного поля.

Цель изобретения - повышение точности измерения величины градиента индукции магнитного поля за счет

сдвига одного чувствительного элемен- О координат (фиг. 2) и помещенным в

таотносительно другого в сторону измеряемого градиента индукции на малую величину & , чем обеспечиваеся увеличение пространственной разрешающей способности устройства, т.е. измерение поля в наиболее локальной области.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит два плоскопараллельных гальваномагниторекомбинационных (ГМР) чувствительных элемента 1 и 2 шириной d ., термопр водящуго диэлектрическу 0 прокладку 3 между ними, двухполюсный источник- постоянного тока 4, буферные усилители 5 и 6, и вычитающий блок 7, выход которого является выходом устройства.

ГМР-чувствительные элементы 1 и 2 соединены с двухполюсным источником постоянного тока 4 и общей шиной устройства. Один полюс двухполюсного источника постоянного тока 4 подключен к ГМР-чувствительному элементу 1, а другой - к ГМР-чувствительному элементу 2. Буферный усилитель 5 включен между точкой соединения выхода двухполюсного источника постоянного тока 4 с ГМР-чувствительным элементом 1 и первым входом вычитающего блока 7. Буферный усилитель 6 включен между точкой соединения цвуу полюсного источника постоянного тока 4 С ГМР-чувствительным элементом 2 и вторым входом вычитающего блока блока 7. ч.

Широкие грани ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 расположены перпендикулярно вектору магнитной индукции В и)и параллельно вектору градиента магнитной индукции gFcTd. В. Торцы ГМР чувствит льньк элементов 1 и 2 с омическими контактами, так- же параллельны вектору градиента

магнитной индукции rad ВОси

симметрии ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 расположены на расстоянии д друг от друга в плоскости вектора градиента магнитной индук- ции 1 1-ос- В . .

Устройство работает следующим образом,

К ГМР-чувствительным элементам 1 и 2, шириной d , расположенным в интервале (0,d-M ) оси х системы

неоднородное магнитное поле с векторами индукции В-,(х) и ее градиентом . (фиг. 1), приложен постоянный ток, поступающий от двухполюсного источника постоянного тока 4. В результате ГМР-эффекта на выходе ГМР-чувствительного элемента 1 формируется выходное напряжение

d

(X)dx -i 6,., , ( 1) I

иаы.

г

0

5

где

К

магниточувствительность ГМР-чувствительных элементов 1 и 2, В/Тл; d- ширина ГМР-чувствительных элементов 1 и 2; амплитуда индукции измеряемого неоднородного магнитного поля в зависимостях от координаты X средняя величина амплитуды 8 (х) в интервале 0,d. .

На выходе ГМР чувствительного элемента 2 формируется выходное напряжение

d + u

in /.. :. о Г, JJ-A С 2)

,(Х)

0

и Кт|В,иЫх

-выл. 2 d J 2 Д

где В - средняя величина амплитуды б,) в интервале Г0,о + л.

Выходные напряжени5 ГМР-чувствительных элементов 1 и 2 усиливаются буферными усилителями 5 и б, причем коэффициент передачи по напряжению К буферных усилителей 5 и 6 установлен из условия

d д

к

и

(3)

Блок 7 вычитания работает по алгоритму, реализующему выражение:

vj2

I rod, &

S

(Л)

где.с(/с/

- амплитуда

3

- коэффициент передачи блка 7 вычитания;

градиента индукции магнитного поля. Поставляя (1), (2) и (3) и (4) получают

M--d-i A14o,.d.

а d -

rQd &2

Из выражения (5) видно, что при использовании устройства непрерывно получают амплитудного оценку M- graci Bj. по отношению разности двух усредненных в интервале (О, д ) и (c/,d- ) величин распределения амплитуды магнитной индукции.В(х). Таким образом, согласно выражению (5), интервал усреднения измеряемой величины уменьшен в о1/л раз во столько же раз увеличена пространственная разрешающая способность по измеряемой величине .индукции неоднородного магнитного поля.

.База d д-вухэлементного измерителя градиента индукции магнитного поля равна ширине одного чувствительного элемента, в результате чего увеличивается разрешающая способность по измеряемому градиенту магнитной индукции. Это достигнуто в результате сдвига осей симметрии

5

10

5

20

5

0

0014

обоих чувствительных элементов на величину а «cJ друг от друга ро направлению измеряемого градиента..

Экспериментально установлено, . что величина 4 может быть выбрана из соотношения d/л х .

Формула изобретения

Устройство для измерения градиента индукции магнитного поля, содержащее два плоскопараллельных гальваномагниторекомбинационных чувст- вительных элемента с двумя выводами каждьш, соединенные через термопро- водящую диэлектрическую прокладку, двухполюсный источник постоянного тока и вычитающий блок, причем одни выводы чувствительных элементов подключены к общей шине устройства, а другие - соответственно .к первому и второму выходам источника постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два буферных усилителя, подключенные между источниками посто- янного тока и вычитающим блоком, а плоскости обоих чувствительных элементов сдвинуты одна относительно другой в сторону измеряемого вектора градиента индукции магнитного поля на величину д , причем d/u где d- ширина одного, чувствительного элемента.

Изобретение относится к магни- тоизмерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности измерения Устройство содержит два плоскопарал- . лельных гальваномагниторекомбинацион-, ных чувствительных элемента 1 и 2 шириной .d с размещенной между ними тер- мопроводящей диэлектрической прокладкой 3, источник 4 постоянного тока, вычитающий блок 7 и буферные усилители 5 и 6. Сдвиг одного чувствительного элемента относительно другого в сторону измеряемого градиента индукции на малую величину Ь обеспечивает увеличение пространственной разрешающей -способности устройства, т.е. измерение поля в наиболее локальной области. 2 ил. (Л с:

fsJ x )

ipus-Z

d

Редактор Л.Пчелинская

Составитель А.Дивеев Техред В.Кадар

Заказ 4406/42Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.-Ужгород, ул. Проектная,4

Корректор Л.Пилнпенко