Датчик холла Советский патент 1981 года по МПК G01R33/07 

: . . I . Изобретение относится к электрони ке, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для преобразования двух входных электрических величин в выходное напряжение пропорциональное их произведению, с использованием эффекта Холла, в част ности в перемножителях и в других преобразователях. Известны датчики Холла, которые представляют собой пластины, выполненные из полупроводникового материала и снабженные токовыми и холловск ми электродами 1. Недостатком датчика является низкая чувствительность. Известен также датчик Холла, содержащий полупроводниковый элемент в виде пластины с токовыми и холлов-скими электродами и соленоидную обмотку 2 . Однако указанный датчик Холла обладает следующими недостатками: срав нительно небольшим коэ(1х1 ициентом пре образования из-за малого объема полупросодникового элемента, находящегося в магнитном поле, и, кроме того, между телом полупроводникового элемента и соленоидной обмоткой имеется сравнительно большая паразитная емкостная связь. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности. Указанная цель достигается тем, что датчик Холла, содержаац й полупроводниковый элемент с двумя токовыми и двумя холловскими электродами и соленоидную обмотку, снабжен согласующим трансформатором в виде сердечни ка с двумя обмотками, одна из которых и соленоидная обмотка выполнены в виде объемного витка, внутри которого расположен полупроводниковый элемент, выполненный в виде кольца радиального -прямоугольного сечения, токовые электроды которого расположены на торцовых поверхностях кольца, а два холловских электрода расположены соответственно на внутренней и наружной поверхностях кольца. Кроме того, объемш1|й BHfoK выполнен в виде тороида из двух коакси шь но расположенных токопроводящих цилиндров, соединенных с обоих торцов Металлическими пластинами, а полупроводниковый элемент и сердечник сбгласукщего трансформатора установлены на внутреннем цилиндре объемного витка. На фиг. 1 изображен предл.агаемый датчик Хояла, общий вид; на фиг. 2 полупроводниковый элемент этого датчика. Датчик Холла содержит полупроводни ковый элемент 1, выполненный в форме кольца. Кольцо в радиальном сечении имеет прямоугольную форму. На торцовых поверхностях .этого кольца расположены токопроводящие слои 2 и 3 с выводами А и 5, являющиеся токовыми электродами. На внутренней и внешней поверхностях указанного полупроводникового элемента 1 (кольца) расположены токопроводящие слои 6 и 7 с выводами 8 и 9, являющиеся холловскими электродами. Полупроводниковый элемент 1 и тороидальный согласующий трансформатор с сердечником 10 и намотанной на него обмоткой I1 с выводами 12 и 13 размещены между стенками двух коакси ально расположенных цилиндров 14 и 1 Цилиндры 14 и 15 замкнуты между собой с обоих торцов металлическими пластинами 16 и 17, образуя замкнутый объемный виток. Причем, полупроводниковый элемент 1 и сердечник 10 тороидального трансформатора надеты на внутренний цилиндр 14 указанного объемного витка. В стенке внешнего цилиндра 15 и в торцовой пластине 16 имеются отверстия для выводов 12 и 1 обмотки 11 и для выводов 4 и 5, В и полупроводникового элемента 1. Между полупроводниковым элементом 1 и сердечником 10 тороидального трансформа тора расположена дисковая токопроводящая пластина 18, контактирующая с внешним цилиндром 13. Токопроводящие слои 2 и 3 покрывают собой торцовые поверхности полупроводникового элемента 1 (кольца), а токопроводящие слои 6 и J покрывают собой его внутреннюю и внешнюю поверхности. Устройство работает следующим образом. Электрический сигнал, подлежащий преобразованию, подается на многовитковую обмотку 1I согласующего трансформатора и возбуждает в его сердечнике 10 переменное магнитное поле. В результате этого на концах внутреннего цилиндра 14 возникает ЭДС, которая вызывает электрический ток в объемном витке, образованном стенкой данного цилиндра 14, пластиной 16, стенкой цилиндра 15 и пластиной 17. Указанный объемный виток коротко замкнут, и ток, протекая по нему, возбуждает внутри данного объема переменное магнитное поле. Это поле воздействует на полупроводниковый элемент 1 датчика, и при подаче напряжения на его токовые электроды вызывает появление ЭДС на холловских электродах. Таким образом, указанный объемный виток является вторичной -короткозамкнутой обмоткой согласующего трансформатора и соленоидной обмотки источника магнитного поля, воздействуклдего на полупроводниковый элемент 1 . - Формула изобретения Датчик Холла, содержащий полупроводниковый элемент с- двумя токовыми и двумя холловскими электродами и соленоидную обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, он снабжен согласующим трансформатором, в виде сердечника с двумя обмотками, одна из которых и соленоидная обмотка выполнены в виде объемного витка,. внутри которого расположен полупроводниковый элемент, выполненный в виде кольца ращиального прямоугольного сечения, токовые электроды которого расположены на торцовых поверхностях кольца, а два холловских электрода расположены соответственно на внутренней и наружной поверхностях кольца. 2. Датчик Холла по п. 1, отличающийся тем, что объемньй виток выполнен в виде тороида из двух коаксиапьно расположенных токопроводящих цилиндров, соединенных с обоих торцов металлическими пластинами, а полупроводниковый элемент и сердечник согласующего трансформатора установлены на внутреннем цилиндре объемного вцтка.

59240866

Источники информации,и вычислительной техники. М., Энерпринятые во внимание при экспертчае гия, 1975./

1. Хомерики О. К. Гальваномагнит- 2. Авторское свидетельство СССР ные элементы и устройства автоматики , кл. Н 03 В 19/02, 1959.