Способ измерения постоянного магнитного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 G01R33/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении вепичины индукции постоян ного магнитного попя, а также при измерении величины ее градиента. Известен способ измерения постоянного магнитного попя, основанный на введении в измеряемое попе двух гапьваномагнитных преобразователей - преобразсжаТепей Холла, магниторезисторов или гальвансмагниторекомбинаиионных преобразовате лей, устанселении их на определенном базовом расстоянии друг от друга, подаче тока питания и регистрации величин выходных напряжений обоих преобразователей, по которым судят о величине индукции магнитного попя в двух его зонах, а по отношению разности величин выходных напряжений к величине базового расстояния - о величине градиента индукции магнитного поля l . Этому способу присущи погрешности измерения из-за неидентичности обоих преобразователей и режимов их работы. Погрешности вводятся и при вычислении величины градиента измеряемой индукции. При определении величины средней индукции также имеется грубая погрешность, так как способ не учитывает закона распределения магнитной индукции вдоль базсжого расстояния. Наиболее близкий предлагаемому способ измерения постоянного магнитного поля, вк/тючает введение в измеряемое поле полевого магнитотранзистора со структурой металп-диэлект(1к-полу проводник- диэлектрик-металл (ЛШПДМ), подачу постоянного тока питания магнитотранзистора и регистрацию величины его выходного напряжения 2 . Недостатком этого способа вшляется невозможность одновременного измерения двух параметров неоднородного постоянного магнитного поля - величины средней ндукции и величины ее градиента - с помощью одного гальваномагнитного пребразсжателя.

Цепь изобретения - расширение функииOHarfbHbix возможностей и повышение точности.

Указанная цепь достигается тем, что в способе измерения постояннсяго магнит кого попя, включающем введение в измерявмов попе попевого магнитотранзистора со структурой метапп-диэпектряик-полупроводник-диэпектрик-метадп, подачу постоянного тока питания магнитотранзистора и регистрацию величины его выходного напряжения, на полевые электроды магнит транзистора подают одновременно импупьсы напряжения оди йаковой. амплитуды и

противоположной полярности, реГИСТрИруют величину амплитуды импульса выходно го напряжения, пропорциональной индукции магнитного поля, изменяют полярность импупьса напряжения, подводимого к одному из полевых электродов, и регистрируют величину амплитуды импульса выходного напряжения, пропорциональной градиенту индукции магнитного поля.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - време ные диаграммы, поясняющие способ.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит не попевого магнитотранзистора 1 со структурой МДПДМ, источника питания 2. Магнитотранзистор 1 имеет полевые электроды 3 и 4, которые подключены к генератору 5 импульсного напряжения. Синхронизатор 6 подсоединен к генератору 5 импульсного напря жения и к выходным приборам 7 и 8.

Устройство для реализации предлагаемого способа измерения постоянного магнитного поля работает следующим образом

Магнитотранэистор помещается в изм& ряемое неоднородное магнитное поле.

В мсмент вретлени -fc {фиг. 2), в начале -того полупериода измерения импульсом UCR синхронизатора 6 запускается генератор 5, с псжгощью которого к полевым электродам 3 и 4 подводятся импульсы напряжения U ( -fe ) и tli, ( t ) одинаковой амплитуды 0 и противоположной полярности. Длитепь, ность этих импульсов установлена: Ср С- , где tp - эффективное время релаксации полевого гальванcяv an итopeкt fбииaциoннoгo (ПГМР) эффекта: С -v - время записи информации на выходной прибор 7 или 8. При этом после окончания переходного процесса на выходе магнитотранзистора 1 в результате ПГМР эффекта устанавливается величина выходного напряжения О-jj,,причем Ъ1- пгмрВ1.

гaeKf f „ - коэффициент,

В- средняя по ширине магнитотранзистора 1 величина магнитной индукции измеряемого поля,

I- величина тока источника 2.

В момент времени t tCp с помощью синхронизатора 6 вырабатывается импульс Ucf (t) запуска выходного .прибора 7, который регистрирует величину U-jj , пропорциональную измеряемой средней магнитной индукции В.

После этого, в начале ( } - 1) -го поггупериода измерения на полные электроды 3 и 4 подводятся импульсы напряжения с одинаковой амплитудой U и один&ковой полярностью. При этсм в магнитотранзисторе 1 проявляется магнитоградиентный (МГ) эффект, причем величина выходного напряжения 0 .. .описьюается выражением

bd-.D-VadB

где-у- вольтовая магнитоградиентф аа о цдд чувствительнос:.ть магнитотранзистора 1,

Т

rad Б - поперечный градиент индукции измеряемого магнитного ПОЛЯ, вектор которого перпендикулярен вектору В (фиг. 1).

После-окончания переходного процесса в ( -1 + l)-OM полупериоде с помощью синхронизатора 6 вырабатывается импульс Сй ( Ь запуска выходного прибора 8, регистрирующего величину поперечного градиента индукции измеряемого магнитного поля гс Б.

Использование предлагаемого способа посЕОляет построить быстродействующие измерительные устансжки для одновременного контроля неоднородных магнитных полей по двум параметрам - величине средней индукции и ее градиенту - с помощью одного прямого полупрсжодникового измерительного преобразователя - магнитотраизистора со структурой МДПДМ.

Формула из об р е т е н и я

Способ измерения постоянного магнитного поля, включающий введение в измеряемое поле полевого магнитотранаистора со структурой металл-диэлектрик-попупроводник-диэлектрик-металл подачу постоянного тока питания магнитотранзистора и регистрацию величины его выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на полевые электроды магнитотранзисах ра подают одновременно импульсы напряжения одинаковой амплитуды и противоположной попяр ности, регистрируют величину амплитуды импупьса выходного напряжения магнитотранзистора, пропорциональной средней индукции магнитного поля, изменяют пого к одному из полеввх электродов, на противопопожн ю и регистрируют величину амплитуды импульса выходного напряжения магнитотравэистора, пропорциональной градиенту индукции магнитного поля.

Источники информации, принятые во QHHKfaHHe при экспертизе 1, Авторское свидетеяьство СССР Nb 519658, кл. Q 01 R 33/О6, 1976. . 2. Левитас И. С., Рагаускас А. В. Магнитотранзисторы на основе полевого гальваномагниторекомбкнационного эффекта. - Прибо{н,1 и система управления ,

grade