Способ измерения коэффициента усиления концентратора магнитного поля Советский патент 1979 года по МПК G01R33/07 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАТОРА МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин и используется при определении физических параметров гальваномагнитных преобразователей и тонких пленок с ферритовым концентратором магнитного поля.

Известные способы определения коэффициента усиления концентраторов магнитного поля заключаются в том, что преобразователь Холла с известной чувствительностью у располагается в воздушном зазоре концентратора. Затем концентратор с преобразователем Холла в зазоре помещается в однородное магнитное поле с известной напряженностью, и по значению выходного сигнала преобразователя Холла определяется коэффициент усиления концентратора а физические параметры преобразователя Холла определяются вне кон-центратора 1.

Известные способы измерения имеют низкую точность и непригодны при малых зазорах в концентраторе и при сложных конфигурациях концентратора.

Известны также способы измерения коэффициента усиления концентратора магнит-, ного поля, основанные на измерении параметров преобразователя при намагничивании в одшрьдабм магнйтнШ пОле; измерении выходного напряжения преобразователя Холла при постоянном управляющем- токе 2.

Недостаток известного способа - низкий диапазон измеряемых значений коэффициента усиления концентратора.

Цель изобретения - расщирение диапазона измеряемых значений коэффициента усиления.

Цель достигается тем, что в способе измерения, основанном на измерении параметров преобразователя Холла при намагничивании в однородном магнитном поле, измерении выходного напряжения Холла при постоянном управляющем токе, намачивают 5 концентратор до получения максимальной проницаемости, измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения в пределах постоянного наклона зависимости напряжения на преобразователе Холла от напряженности

0 поля, намагничивают концентратор до насыщения и измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого йапряЖёнйя на лкйейном участке насыщения, по отношению приращений на преобразователе Холла судят о коэффициенте усиления концентратора. На фиг. 1 показан преобразователь с концентратором прямоугольной формы; на фиг. 2 - зависимость выходного напряжения преобразователя Ux от напряженности магнитного .поля Н. Преобразователь Холла с ферритовым концентратором размещают в однородном магнитном поле, снимают зависимость Ux(H) и определяют напряженность поля, при которой насыщается концентратор, а коэффициент усиления концентратора определяют по формуле .в« Wi где oti - .угол наклона зависимости Ux f(H) при Н Н„, i - угол наклона зависимости U f (Н) при Н HHQP Нное- напряженность магнитного поля, при которой насыщается концентратор; Ux - выходное напряжение преобразователя Холла.Для того, чтобы определить коэффициент Холла Rjf, величину, необходимую для вычисления концентрации и подвижности носителей заркда, на графике U}(H) строится прямая зависимость Ux (Н) из начала координат под углом а г к оси абсцисс по которой определяется Rj по формуле где В . дН индукция внещнего однородного магнитного поля; d - толщина преобразователя Холла или пленки; i - управляющий ток. .Существо предлагаемого способа заключается в том, что определение коэффициента усиления концентратора индукции К производится не по величине выходного сигнала преобразователя Холла, а по отношению приращений выходных сигналов Л UXH U полученных соответственно на участках зависимости Uj(H) с различными наклонами. Приращения выходных сигналов преобразователя Холла определяются по формулам А и Д BI окДН .:,: Д Вг оДН Коэффициент усиления К в области технического насыщения, равен 1. Следовательно „ А Pf If . - .;., ( Д Bi - Л и При таком определении К на точность измерений не влияет величина , которая, предполагается неизменной во всем диапазоне магнитных полей. Такое предположение является приемлемым именно для ферритовых концентраторов, имеющих малую индукцию насыщения, что подтверждается экспериментально. Для определения гальваномагнитных параметров преобразователей Холла .и тонких пленок на ферритовых концентраторах измерение холловского напряжения производится в области технического насьпцения ферритового концентратора, где Д I, и индукция магнитного поля концентратора имеет постоянную величину. Для того, чтобы учесть эту добавочную составляющую индукции магнитного-поля в формуле R., , на графике U(H) строится прямая зависимости УХ (Н) из начала координат под углом а2 к оси абсцисс. В формулу подставляется напряжение Холла Ux. д1 tgqCi Л f г оС J Пример 1. Производилось определение коэффициента усиления ферритового концентратора из Ф1500 с преобразователем Холла из UnSfc с концентрацией носителей п З. Концентратор состоит из подложки 1 (длина 6,5 мм, ширина 4,5 м.м, 4,0 мм), датчика 2 (длина 6,5 мм, толщина ) замыкающей 3 (длина 5,0 мм, ширина 2,0 мм высота 1,0 мм) см. фиг. 1;, Измерялось выходное иапряжецие преобразователя Холла в диапазоне полей 60-- 5200 Э (ток через преобразователь 50 мА). Результат измерений представлен на фиг. 2. Из графика видно, что tgoii 1,1 и tge(i. .i Следовательно К. -г- Формула изобретения Способ измерения коэффициента усиления KOHueHTpatopa .магнитного поля, основанный на определении параметров преобразователя Холла при намагничивании в однородном магнитном поле, измерении выходного напряжения преобразователя Холла при постоянном управляющем токе, отличаю щийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых, значений, намагничивают концентратор до получения максимальной протчицаемости, измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения в пределах постоянного наклона зависимости напряжения на преобразователе Холла от напряженности поля, намагничивают концентратор до насыщения и измеряют соответствующее напряжение на преобразователе Холла и приращение этого напряжения на линейном участке насыщения, по отношению приращений напряжений на преобразователе Холла судят о коэффициенте усиления концентратора.

Источника информации, принятые во внимание при экспертизе

J HiA/J)

Фиг2