Устройство для измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1979 года по МПК G01R33/00 G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ содержит диод 1 с S-обраэной вольтамперной характеристикой, в качестве которого могут быть использованы 1иоды на основе кремния, германия, арсенЬда,галия,вольт-амперная характеристика, кожорьах деформируется при изменении ширины области между элект родами, электроды 2 и 3 диода 1, источник 4 питания, нагрузочное сопротивление 5 в цепи питания диода 1, шнур б высокой плотности тока, источник 7 постоянного однородного маг БИТНОГО ПОЛЯ, направленного к плоскости диода 1. На фиг, 4 изображена модификация предлагаемого устройства. Устройство содержит диод 8 с S - образной вольт-амперной характеристи кой, центральный круговой электрод 9 диода В, источника 10 питания, сопротивление 11 в цепи питания, шнур 12высокой плотности тока, источйик 13однородного постоянного магнитног поля, секции 14 и 15 кольцевого элек рода 9 диода 8, нагрузочные сопротивления 16 и 17, подключенные к соо .ветствующим секциям кольцевого элект рода 9 диода 8. Устройство для измерения переменного магнитного поля работает сле дукяцим образом. Диод с S-образной вольт-амперной характери ктикой находится в режиме с высокой проводимостью ( вертикальный участок вольт-амперной характеристики) , при в нем образуется шнур высокой плотности тока. Шнур тока под действием постоянного магнитного поля, создаваемого источником постоянного магнитного поля, перемещается между концентрически расположенными электродами диода с постоянной скоростью, которая определяется величиной постоянного магнитного поля. При прохождении шнуром то ка области с периодически изменяющей ся шириной базы на выходе генерируе ся импульс напряжения, амплитуда и длительность которого определяются изменением ширины базы диода. При из готовлении диода с S-образной вольтамперной характеристикой из кремния с глубокими уровнями золота, с удель ным сопротивлением ,ом для из менения ширины базы диода в 50 мкм амплитуда генерируемых импульсов будет составлять л/5 в. Изменяя конфигу рацию одного из электродов диода с S-образной вольт-амперной характерис тикой, используя различные материалы для ее изготовления, можно получить импульсы нужной длительности и ампли туды. Таким образом, в отсутствии внешнего переменного магнитного пол на выходе-устройства генерируется серия импульсов заданной частоты, ко торая определяется скоростью движения шнура тока в постоянном магнитно оле, создаваемом источником постояного магнитного поля. При изготовлении устройства для измерения переменого магнитного поля в виде модификаии приведенной на фиг. 4, вместо дида с S-образной вольт-амперной характеристикой могут быть использованы также и другие приборы с S-образной вольт-с1мперной характеристикой, в которых может образовываться шнур высокой плотности тока (например, четырехслойные типа р-п-р-п, аморфные и т.д.). Причем секционирование кольцевого .электрода позволяет получать на выходах устройства серии импульсов, сдвинутых по фазе на 180. Увеличивая число секций кольцевого электрода с двух до п можно получать серии импульсов сдвинутых.по фазе на . Шнур тока под действием поперечного постоянного магнитного поля, создаваемого источником постоянного магнитного поля, также, как и в устройстве, изображенном на фиг. 1, движется с постоянной скоростью, приводя к генерации на выходах 2 серии импульсов заданной частоты. При наличии переменного магнитного поля скорость движения шнура тока, движущегося в постоянном магнитном поле, увеличивается пропорционально квадрату амплитуды переменного магнитного поля. Таким образом, при наличии внешнего переменного магнитного поля увеличивается скорость движения шнура, а следовательно, и частота импульсного сигнала, генерируемого устройством. Частотный диапазон измеряемых устройством переменных магнитных полей ограничен сверху величиной обратного времени жизни носителей , что составляет сотни мегагерц, а нижний предел определяется обратным временем прохождения шнуром рабстояния порядка стенки шнура тока и.может лежать в килогерцевой (единицы, десятки килогерц) или в герцевой (сотни герц) области в зависимости от типов используегных диодов с S-образной вольт- амперной характеристикой для изготовления устройств данного типа. Использование диода с S-образной вольт-амперной характеристикой, в котором образуется шнур высокой плотности тока, в твердотельном устройстве для измерения переменного магнитного поля позволяет упростить схемную конструкцию, технологию изготовления, допускает миниатюризацию устройств данного типа. Формула изобретения Устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее твердотельный преобразователь, сопротивление нагрузки и источник пиотличающееся

тания

тем, что, с целью повышения точности измерения путем преобразования напряженности поля в последовательность импульсов с частотой повторения, пропорциональной угловой скорости вращения шнура тока в присутствии измеряемого поперечного магнитного поля, преобразователь выполнен в виде плоского диода, состоящего из полупроводникового материала с S-образнс5й вольт-амперной характеристикой и примыкающих к нему концентрических электродов, из которых по крайней мере один снабжен выступами, равномерно расположенными по кромке окружности, обращенной к другому,при этом один из электродов подключен к сопротивлению нагрузки, а второй - к источнику постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство ССР 363055, кл. G 01 R 33/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 322738, кл G 01 R 33/00, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР 448404, кл. G 01 R 33/00, 1974.

V

Раг.г

Выхв9

Риг.1

ЛЛЯЛ.

Риг 3