Преобразователь перемещения в электрический сигнал Советский патент 1976 года по МПК G01L11/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для преобразования механических смещений в электрические величины.

Известны преобразователи перемещения в электрический сигнал, в которых в качестве чувствительного элемента используется датчик Холла.

В таких устройствах датчик Холла механически перемещается в неоднородном магнитном поле, и э. д. с. датчика зависит от величины смещения. Датчик Холла может быть соединен механически с элементом, чувствительным к изменениям давления. Тогда датчик Холла преобразует давление в напряжение постоянного тока. В таких преобразователях давления датчик Холла обычно помещен в магнитное поле массивного магнита.

Чувствительиость но напряжению (выражающаяся в вольтах на миллиметр мехаиического смещения) является одной из характеристик такого индикатора давления. Чувствительность по напряжению записывается следующим образом:

Y YiY2,

где Yi (чувствительность датчика Холв

ла, выраженная в вольтах на гаусс);

Y2 -- (градиент магнитного поля, выра-V

женный в гауссах на 1 мм).

Небольи1ая чувствительность в таком преобразователе давления Y связа мм /

на, в частности, с невозможностью получення большого градиента магнитного поля с помощью магнитов обычной конструкции.

С другой стороны, применение массивного магнита для создания неоднородного магнитного поля в данном преобразователе давления не позволяет, несмотря на малые размеры самого датчика Холла, уменьшить габариты всего устройства.

Для повышения чувствительности и уменьшения габаритов в предлагаемом преобразователе каждая часть магнитопровода выполнена в виде намагниченной магнитной нленки, укрепленной на диэлектрической подложке, при этом датчик Холла выполнен пленочным и связан с одной из магнитных пленок магнитопровода жестко, а с другой магнитной пленкой соединен через упругую прокладку.

На чертеже изобрал ен общий вид онисываемого преобразователя, разрез.

Преобразователь содержит пленочный датчик Холла 1, жестко связанный с магнитной нленкой 2, которая находится на плоской диэлектрической подложке 3. Упругая прокладка 4 приклеена одной поверхностью к датчику Холла 1, а другой поверхностью - к магинтиой пленке 5, находящейся на диэлектрической подложке 6. Проволочные выводы 7 и 8 припаяны к токовым контактам датчика Холла I.

В качестве магнитных пленок 2 и 5 могут быть использованы, например, монокристаллические пленки кобальтового феррита, находящиеся на подложках из окиси магния. ДатЧИК Холла 1 может быть изготовлен, например, из InSb термическим напылением в вакууме. Упругая прокладка 4 может быть изготовлена, например, из резины и подклеена к датчику Холла I и магнитной пленке 5.

Толщина упругой прокладки 4 подбирается такой, чтобы зависимость э. д. с. датчика Холла 1 от смещения магнитных пленок 2 и 5 относительно друг друга в некотором интервале оказывалась линейной.

После сборки преобразователя магнитная система (магнитопровод) должна быть намагничена в поле, не меньшем пятикратной величины коэрцитивной силы магнитиых пленок 2 и 5. Направление намагничивающего поля должно совпадать с нормалью к плоскости магнитных пленок 2 и 5.

Устройство работает следующим образом. Измеряемое давление вызывает параллельное механическое смещение магнитных пленок 2 и 5 относительно друг друга, что приводит к изменению магнитного поля, действующего на датчик Холла I, и вследствие этого меняется

величина а. д. с. датчика Холла. При снятии давления упругая прокладка 4 возвращает устройство в исходное состояние.

Использование в преобразобателе, содержащем генератор э. д. с. датчика Холла, пленочной магнитной системы приводит, с одной стороны, к уменьшению габаритов устройства и, с другой стороны, позволяет получить градиент магнитного поля на 1-2 порядка выше,

чем это возможно сделать с помощью массивных магнитов, что позволяет увеличить чувствительность по напряжению на 1-2 порядка.

Форму; а изобретения

15

Преобразователь перемещения в электрический сигнал преимущественно для измерителей давления, содержащий датчик Холла, размещенный между двумя частями магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов, в нем каждая часть магнитопровода

выполпена в виде намагниченной магнитной пленки, укрепленной на диэлектрической подложке, при этом датчик Холла выпол-нен пленочным и связан с одной из магнитных пленок магнитопровода жестко, а с другой магнитной пленкой соединен через упругую прокладку.

8