Устройство для измерения магнитной индукции Советский патент 1989 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерений индукции постоянного и переменного магнитных полей, например магнитной составляющей электромагнитной волны.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений.

На фиг. 1 приведена функциональна схема гальваномагнитного устройства1, на фиг. 2 - то же, вариант.

Гальваномагнитное устройство содержит полупроводниковую пластину Холла 1 с двумя катодными электродами 2 и двумя анодными электродами 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор 5 сигнала, стабилизатор 6 тока пластины, источник 7 питания, балансировочный потенциометр 8 и два вспомогательных стабилизатора 9 тока. Усилитель содержит два входных каскада 10, в цепях которых включены токоограничительные резисторы 1 1 . Усилитель (фиг. 2) имеет также и выходной каскад 1 2.

Балансировочный потенциометр 8 средним зажимом подключен к входной клемме стабилизатора 6 тока пластины, а крайними зажимами к катодным электродам 2. Входные каскады 1 0 усилителя 4 подключены к анодным электродам 3 и к выходным клеммам вспомогательных стабилизаторов тока 9. Плюсовой зажим источника питания подключен к входным клеммам обоих вспомогательных стабилизаторов тока, а минусовой - к выходной клемме стабилизатора тока пластины. Усилитель вьполнен по дифференциальной схеме. Пластина Холла 1 выполнена из полупроводника с электронной проводимостью в форме равнобочной трапеции, причем ее катодные электроды 2 расположены в вершинах тупых углов, а анодные электроды 3 - в вершинах острых углов. Гальваномагнитное устройство для измерения индукции магнитного поля работает следующим образом.

Электроны, определяющие линии токов полупроводниковой пластины 1 , показанные пунктиром, движутся в направлениях от ее катодных электро- дов 2 к противорасположенным анодным электродам 3. Средний зажим (ползунок) балансировочного потенциометра 8 отрегулирован таким образом,

чтобы при отсутствии внешнего магнитного поля токи анодных электродов 3 i ( и 1г равные половине тока I

на входе стабилизатора тока пластины, а следовательно, и токи входных каскадов 10 i и г (if i - I,, ij, - - 1) были сбалансированы (равны), при этом средние плотности

0 токов j ,, и j 4 вблизи анодных электродов 3 также равны между собой. При равных управляющих токах входных каскадов 10 усилителя 4 их выходные сигналы имеют равные друг

5 другу значения, и напряжение на

входе индикатора 5 сигнала равно нулю.

Под влиянием магнитного поля, индукция которого (В) направлена пер0 пендикулярно плоскости пластины 1, „ на движущиеся электроны действует сила Лоренца F е v БД, где V - скорость движения электрона.

Эта сила вызывает отклонение эле ктронов от прежних траекторий и соответственно - перераспределение плотностей токов j и jt вблизи анодных электродов 3, что приводит к разба- лансировке управляющих токов if и

0 i на входах каскадов 10 усилителя 4. Результатом указанного разбаланса является появление напряжения на входе индикатора 5 сигнала, величина которого пропорциональна величине

5 индукции магнитного поля. При этом общий ток полупроводниковой пластины I остается постоянным благодаря стабилизатору 6 тока, а его величина выбрана таким образом, чтобы ис0 кажения измеряемого магнитного поля, вносимые этим током, не вызывали погрешность, превышающую в широком частотном диапазоне заданную допустимую величину (например, порядка

5 0,5-1-,5% в частотном диапазоне от долей до десятков мегагерц). Роль вспомогательных стабилизаторов 9 тока сводится к разгрузке входных каскадов 1 0 усилителя 4 за счет исключе

0 ния неизменных составляющих I,, и 14 анодных токов i и i2 , что позволяет повысить чувствительность и точность .

Предлагаемое устройство по сравнению с известными, основанными на измерении ЭДС Холла, позволяет существенно увеличить чувствительность измерений (при частных порядка 1 мГц

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. Устройство содержит полупроводниковую пластину Холла 1, два катодных электрода 2, два анодных электрода 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор сигнала 5, стабилизатор 6 тока пластины, источник 7 питания, балансировочный потенциометр 8, два вспомогательных стабилизатора 9 тока, два входных каскада 10, токоограничительные резисторы 11, выходной каскад 12. Максимальная чувствительность датчика достигается при выполнении полупроводниковой пластины в форме равнобочной трапеции. 2 ил., 1 з.п. ф-лы.

Фиг.1