Датчик магнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к технике измерений полей, в частности магнитных, и может быть использовано в датчиках магнитной составляющей электромагнитного поля, изменяющегося по произвольному закону в широкой полосе частот.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений.

На чертеже представлена конструкция датчика холла.

Датчик представляет собой электродную систему, расположенную в вакуумном баллоне и состоящую из плоского катода 1,

имеющего оксидное покрытие 2 шириной 21; расположенных на расстоянии от катода плоских анодов 3,4 и 5, 6, причем разноудаленные от плоскости симметрии аноды электрически соединены между собой. 3-й с 5-м, а 4-й с 6-м; V-образного электрода 7, расположенного между анодами и катодом 1, вершина электрода повернута к катоду, и он выполнен из материала с вторично-эмиссионными свойствами, расположенных параллельно плоскостям V-образного электрода двух дополнительных электродов 8 и 9, причем их центры отстоят от плоскости симметрии на расстояние, равное 3/2 I На такое же

сх

00

Јь

о

Ю С

расстояние отстоят от плоскости симметрии и зазоры между анодами.

V-образный электрод 7 и дополнительные электроды 8,9 электрически соединены между собой и подключаются к отдельному источнику напряжения.

Соединенные в группы аноды 3, 5 и 4, 6 нагружены на резисторы 10 и 11, образуя дифференциальную схему, с диагонали которой снимается выходной сигнал.

Датчик помещают в магнитное поле, направление которого совпадает с геометрической осью катода.

Датчик работает следующим образом.

При подключении к источникам питания (подаче напряжения на аноды, на V-образный электрод и появляется электронный поток. Он проходит вторично-эмиссионное умножение на V-образном электроде и делится в пространстве на два раздельных потока шириной I. Эти потоки попадают на секции анодов 3, 4 и 5, 6, причем при отсутствии измеряемого поля на равноудаленные аноды приходят одинаковые токи (токи на аноды 3-6 равны), и мостовая схема находится в состоянии баланса. Напряжение между точками А и Б равно нулю.

При размещении предлагаемого датчика в магнитном поле, например, согласно ориентации, указанной на чертеже, отклонение потока в прикатодной области незначительно, и можно считать, что весь поток шириной 21 попадает между краями дополнительных электродов.

Разделенный в пространстве (на два) электронный поток попадает в прианодную область. В прианодном пространстве отклонение существенно. В нашем случае происходит приращение токов Д1 на анодах 4 и 6 и уменьшение токов ДГ на анодах 3 и 5. Это приводит к появлению на выходе схемы (между точками А и Б) напряжения, коррелированного с величиной измеряемой индукции ВиЗм.

Отличием от прототипа является возможность подачи на аноды больших напряжений. В результате увеличивается (в

сторону больших величин) диапазон измеряемых индукций. Причем выигрыш в диапазоне может быть значительным. Так, например, увеличение анодного напряжения со 100 до 500 В приводит в предлагаемой конструкции к увеличению диапазона измеряемых величин более чем в 2 раза.

Таким образом, наличие в датчике V-об- разного вторично-эмиссионного и дополнительных электродов и, как следствие, разделение метрологического потока на две части, помещение этого разделенного потока в область больших напряжений приводит к значительному увеличению диапазона измерений в сторону больших величин. Формула изобретения Датчик магнитного поля, содержащий вакуумный баллон с размещенными в нем катодом и четным количеством анодов, о т л и-

чающийся тем, что. с целью расширения диапазона измерений, анодный узел выполнен в виде равноудаленных от плоскости симметрии секций, причем зазор между анодами каждой секции отстоит от плоскости симметрии на расстояние, равное 3/2 полуширины оксидного покрытия катода, между катодом и секциями анодов установлен V-образный электрод из материала с вторично-эмиссионными свойствами, угол

между плоскостями которого составляет 90°, а вершина повернута к катоду, и двух дополнительных плоских электродов из материала без вторично-эмиссионных свойств, плоскости дополнительных электродов параллельны сторонам V-образного электрода, ширина дополнительных электродов равна ширине стороны V-образного электрода, центры дополнительных электродов удалены от плоскости симметрии на

расстояние до величины зазоров между анодами, дополнительные плоские и V-образный электрод электрически соединены между собой и подключены к отдельному источнику напряжения, а аноды, разноуда5 ленные от плоскости симметрии, электрически соединены и образуют плечи мостовой измерительной схемы.

SЈ Ю

&U3M

Изобретение относится к технике измерения магнитных полей. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых величин в сторону больших значений. Цель достигается тем, что в датчике магнитного поля, содержащем вакуумный баллон с размещенными в нем катодом и четным количеством анодов, анодный узел образует две равноудаленные от плоскости симметрии устройства секции, причем зазор между анодами каждой секции отстоит от плоскости симметрии на расстояние, равное 3/2 полуширины оксидного покрытия, между катодом и секциями анодов установлен V-образный электрод, изготовленный из материала, обладающего вторично-эмиссионными свойствами, угол между плоскостями которого составляет 90°, а вершина повернута к катоду, и два дополнительных плоских электрода без вторично-эмиссионных свойств, плоскости дополнительных электродов параллельны сторонам V-образ- ного электрода, ширина дополнительных электродов равна ширине стороны V-образ- ного электрода, а центры дополнительных электродов удалены от плоскости симметрии на расстояние от зазоров между анодами до нее, дополнительные плоские и V-образный электрод электрически соединены между собой и подключены к отдельному источнику напряжения. Аноды, равноудаленные от плоскости симметрии, электрически соединены и образуют плечи мостовой измерительной схемы, с диагонали которой снимается выходной сигнал 1 ил. (Л С