Преобразователь линейных перемещений Советский патент 1989 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования линейных перемещений в числоимпульсный выходной электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение точности преобразования линейных перемещений за счет формы вьполнения измерительной обмотки преобразователя из тонкой ферромагнитной пленки t использованием современных методов контактной фотолитографии, электронной или рентгенолитографии, а также метода ионного травления.

На фиг. 1 схематично показана кострукция преобразователя линейного перемещения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Преобразователь содержит магнито мягкий шунт 1, установленный с возможностью линейного перемещения относительно плоского диэлектрического основания 2 и связьшаемый с контролируем объектом в процессе измерения. На плоской поверхности основания 2 размещена измерительная обмотка 3 преобразователя, выполненная в виде Н-образного непрерывного меандра из тонкой магнитной пленки. Обмотка 4 возбуждения преобразователя, выполненная в виде тонкопленочного покрытия из немагнитного электропроводящего материал отделена от измерительной обмотки слоем 5 диэлектрика. Подвод напряжения возбуждения переменного тока к обмотке 4 осуществляется через токоотводы 6,, которйе подсоединены к ней через окна в защитном изоляционном слое 7 на ее поверхности. Расстояние между этими токоот- водами равны шагу Р меандровой измерительной обмотки 3, с вьшодов 8 и 9 которой снимается числоимпульсный выходной сигнал.

Преобразователь линейных перемещений работает следующим образом.

В исходном состоянии преобразователя его магнитомягкий шунт 1 на- ходи тся в крайнем левом положении, а ток возбуждения преобразователя равен нулю. Введу того, что магнитная пленка представляет собой тонки (О,}-10 мкм) слой ферромагнитного материала, ей присуща магнитная анизотропия, проявляющаяся в наличи оси легкого намагничивания, вдоль

которой направлены векторы самопроизвольной намагниченности ферромагнитных доменов тонкой пленки, из которой выполнена измерительная обмотка 3 .

При подаче напряжения переменного тока на обмотку 4 возбуждения по ней начинает протекать переменный ток,

величина которого изменяется по длине обмотки, так как через окна в защитном изоляционном слое 7, которые расположены в месте соединения прямоугольных выступов меандра и отстоят

один от другого на расстоянии, равном шагу меандра Р, происходит ответвление тока возбуждения во внешнюю цепь. В результате вокруг обмотки 4 возбуждения создается неоднородное магнитное поле, близкое по величине к значению коэрцитивной силы HC, тонкой магнитной пленки, но недостаточное для перемагничивания доменов магнитной пленки в направлении приложенного поля. Максимум этого магнитного поля приходится на точку X О, минимум на точку х L, где L - длина преобразователя. Ток возбуждения выбирается таким, чтобы максимальное значение его при перекрытии щунтом всего преобразователя было достаточно для перемагничивания последнего (х прямоугольного выступа меандровой обмотки 3.

При перемещении магмитомягкого шунта 1 начинается переориентация векторов намагниченности доменов магнитной пленки в направлении приложенного поля за счет того, что магнитное поле участков тонкой магнитной пленки, находящихся под шунтом, замыкается через него и становится больше значения коэрцитивной силы Н, необходимой для перемагничивания

домеиов.

При этом .в каждом интервале нарастания и спада тока возбуждения с измерительной обмотки 3 снимается столько импульсов, сколько прямоугольных выступов этой обмотки перекрыто шунтом 1, т.е. охвачено перемагничи- ванием. Время t перемагничивания каждого прямоугольного выступа меандровой обмотки определяется как

-Т/4

N

где Т/4 - интервал нарастания или спада тока возбуясдения,

f}

-число прямоугольных выступов меандра на всей длине L преобразователя,

-шаг меандра.

Количество перекрытых выступов меацдровой обмотки 3 пропорционально величине линейного перемещения шунта I.

Точность измерения перемещений определяется шагом Р меандровой обмотки, который может быть выполнен с размерами порядка 1,5-2 мкм и зависит от размеров устойчивой доменной стенки напыленной тонкой магнитной пленки.

10

15

02в

Формула изобретения

Преобразователь линейных перемещений, содержащий неподвижное диэлектрическое основание, размещенные на его поверхности измерительную обмотку из магнитной пленки и обмотку возбуждения, выполненную в виде-тонкопленочного покрытия из немагнитного токопроводящего материала и отделенную от измернтельной обмотки споем диэлектрика, и установленный с возможностью перемещения относительно них магнитомягкий шунт, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ення точности, неподвижное основание вьлолнено ПЛОСК1М, а измерительная обмотка - виде Н-образного непрерывного меандра.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность. Преобразователь линейных перемещений выполнен в виде плоского диэлектрического основания 2 с нанесенными на его поверхность измерительной обмоткой 3 в виде Н-образного меандра из тонкой магнитной пленки и обмоткой 4 возбуждения, выполненной в виде тонкопленочного покрытия из немагнитного токопроводящего материала, нанесенного поверх измерительной обмотки и отделенного от нее слоем 5 диэлектрика. Благодаря наличию токоотводов 6 ... 6N от обмотки 4 возбуждения, число которых равно числу прямоугольных выступов Н-образного меандра, обеспечивается создание неоднородного магнитного поля с изменяющейся по длине этих обмоток напряженностью. В результате при перемещении магнитомягкого шунта 1 относительно указанных обмоток происходит перемагничивание магнитной пленки и смещение доменной стенки между областями с различным направлением намагниченности доменов. Вследствие этого на выводах 8 и 9 обмотки 3 появляется выходной сигнал в виде пачек импульсов, число которых в каждой пачке равно количество перекрытых шунтом 1 выступов Н - образного меандра. 2 ил.

редактор А. Козориз

Составитель В. Лузинский

Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Борисова

Заказ 4676/35

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг.

Подписное