Датчик для измерения слабых магнитных полей Советский патент 1991 года по МПК G01R33/05 

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для измерения слабых магнитных полей (около Тл), а также для определения направления вектора индукции такого поля.

х„(хуН0)

N/Ј

, (Ы (Н0) (,). + (у-У;)2Г

Целью изобретения яв рение диапазона линейно ние чувствительности да эффициент усиления датч ется из соотношения, за размеров пластин Р;

.П(х - х;) + (у - У )2(Е:/г +(Н0) - 1

N х sin(l j arctg

.y..-...y. +const),

x - x;

где /ц(Нп) - относительная магнит- .ная проницаемость материала концентратора;

-координаты особенных точек на пластинах концентратора магнитного потока датчика;

-координаты центра чувствительности элемента преобразователя Холла в плоскости XOY;

|ц(н0;

к;, У;

х, у

/Ј

Целью изобретения является расширение диапазона линейности и повышение чувствительности датчика, а коэффициент усиления датчика определяется из соотношения, зависящего от размеров пластин Р;

ся

(у-У;)2Г

У )2(Е:/г +(Н0) - 1

st),

Н о

Во

а. значения а значения

хпорядки особенных точек на пластинах концентратора магнитного потока датчика;

напряженность внешнего магнитного поля; индукция внешнего магнитного поля, , у берутся из таблицы,

с; получаем из формулы

О

со оо оо

СП

Јь

(d 2b)

Т

NK

1698854

Ф.

ни ва но ни ма ца те на те ни си уг на ра ни ты пр

где К и Е - полные эллиптические интегралы соответственно первого и второго рода с модулем k

1 d2

(d + 2b)2

ем диапазон линейности датчика деляется соотношением f с/Ь,

2с - ширина пластины концентратора магнитного потока датчика;

2Ь - длина пластинь концентратора магнитного потока датчика, и, кроме того, значение ширины пластины выбирается больше ее длины, а толщина пластины концентратора магнитного потока намного меньше его длины и ширины

а b, а : с„

0

Ф. ормула изобретения

Датчик для измерения слабых магнитных полей, содержащий преобразователь Холла, расположенный в воздушном зазоре между концентраторами магнитного потока, изготовленными из материала с высокой магнитной проницаемостью, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазо- на линейности и повышения чувствительности датчика, концентраторы магнитного потока выполнены в виде двух симметричных плоских пластин прямоугольной формы, толщина которых равна размеру чувствительной зоны преобразователя Холла, а значения отношений ширины пластины к толщине и высоты пластины к толщине выбираются в пределах 20 - 1000.

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для изготовления сенсоров. Целью изобретения является расширение диапазона линейности датчика и повышение его чувствительности. Датчик состоит из двух плоских симметричных концентраторов и расположенным между ними датчиком Холла Соотношение толщины концентраторов к толщине и длине 20 - 1000. 3 ил., 1 табл.

На фиг. 1 представлен датчик. Дат- чик состоит из пластин концентраторов 1 и 2 магнитного потока и помещенного между пластинами датчика 3 30 Холла. Приведенные математические формулы верны для расположения преобразователя Холла как в геометрическом центре торцов пластин, так и в других точках указанных торцов. Одна- -jc ко оптимальными характеристиками датчик обладает при расположении преобразователя в геометрическом центре фигуры, образованной сверху торцом концентратора 1, а снизу торцом кон- 40 центратора 2 и являющейся прямоугольным параллелепипедом (на фиг. 2 она затушевана).

Максимальный сигнал с датчика получается при расположении внешнего 45 магнитного поля В0 (фиг. 1). На фиг. 2 приведен вид характеристики датчика В f(B0), где В - индукция внешнего магнитного

поля, измеряемого датчиком; В - выходной сигнал датчика в пересчете на индукцию. На фиг. 3 представлена картина изолиний индукции датчика вблизи между концентраторами магнитного потока.

5

Примечание. 2а

У я 0

2Ь 2d толщина пластины концентратора магнитного потока датчика; длина пластины концентратора магнитного потока датчика; зазор между пластинами концентратора магнитного потока датчика.

d«c

Фиг. 320

2W WO

80

О

X

4 в П Id BOMTA Фиг. 2

мм

Фиг.3