Способ термостабилизации гальваномагнитных датчиков Советский патент 1981 года по МПК G01R33/06 

I

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при создании точных магнитометров с гальвано-магнитными датчиками.

Известен способ термостабилизации датчика Холла, основанный на измерении его температуры по изменению напряжения между токовыми выводами датчика и использовании результата измерения для поддержания температуры датчика постоянной 111.

Недостатки способа:

-отбор части мощности измерительной схемы в схему измерения температypыi

-влияние на точность работы схемы измерения температуры температурных изменений сопротивления соединительных проводов, сравнимого с сопротивлением датчика Холла.

Наиболее близок к предлагаемому способ термостабилизации гальваномагнитных датчиков J.

При этом способе термостабилизации датчика на параметр датчика (управляющий ток) воздействуют маг нитным полем заданной величины, в результате чего вьщеляют напряжение с комбинационной частотой управляющего тока и воздействующего магнитного поля (напряжение модуляции), по значению которого измеряют и поддерживают температуру датчика по10стоянной.

Для создания зталонного холловского напряжения необходимо иметь дополнительное магнитное поле, создаваемое специальной катушкой, нали15чие которой сводит на нет одно из главных преимуществ датчиков Холла возможность производить измерения в малых объемах и узких зазорах. Кроме того, катушка, созданлцая дополни20тельное магнитное поле, подвергается воздействию окружающих фе-рромагнитных сред, в результате которого изменяется величина дополнительного магнитного ПОЛЯ, а следовательно, снижается точность схемы термостабилизации. С целью повышения точности, для термостабилизации гальваномагнитных датчиков способом, при котором из выходного напряжения вьщеляют напряжение с комбинационной частотой управ лякицего тока и напряжения модуляции, через датчик пропускают дополнительный ток, изменяют величину сопротивления датчика с частотой модуляции, а по амплитуде напряжения с комбинационной частотой судят о величине последующего изменения значения дополнительного тока. На чертеже приведена схема устрой ства, реализующего предложенный способ. В качестве гальваномагнитного дат чика использованы магниторезистор 1 с выводами 2, 3 и управляемый аттенюатор 4, соединенный с генератором 5, включенные в одно из плеч мостевой схемы, образованной резисторами 6-8. К одной диагонали подключен генератор тока 9| к другой подсоединен фазочувствительный избирательный тра 10 и регистрирунщий прибор 11 основной измерительной схемы. Избирательный усилитель 12 соединен с одним и входов сравнивающего устройства 13 через линейный детектор 14, а к друг му входу сравнивающего устройства 13 подключен резистор 15. К выходу срав нивающего устройства подсоединен уси литель постоянного тока 16, соединен ный через резистор 17 с магниторезис тором 1. Способ осуществляется следующим образом. Мостовая схема, в одно из плеч которой включен магниторезистор 1, поочередно разбалансируется за сч изменения сопротивления управляемого аттенюатора 4, значение которого изм няется OTR экй ро+ЛЙэквДО- эквРо-Д э где Oj - начальное сопротивление маг ниторезистора 1J Д - приращение эквивалентного сопрЬтивления в результате . модуляции с частотой 52.. . В результате такого процесса нуле вой сигнал магниторезистора 1, определяемый начальным сопротивлением Рр, модулируется с 1астотой SJ. и поэтому частота нулевого сигнала магниторезистора отлична от частоты (S) напряжения магниторезисторного эффекта, возникающего под воздействием измеряемого магнитного поля. Благодаря тому, что к другой Диагонали мостовой схемы подключены основная измерительная схема, состоящая из фазочувствительного избирательного тракта 10, настроенного на частоту W , и регистрирующего прибора 11, отфильтровывается составляквдая выходного напряжения моста, несущая информацию об измеряемом магнитном поле, а составляющая выходного напряжения с частотой yzJ + , несущая информацию о температуре магниторезистора 1. отфильтровьшается, усиливается избирательным усилителем 12 настроенным на одну из частот (Л) + yi-, вьшрямляется линейным детектором 14, выход которого подсоединен к одному из входов сравнивающего устройства 13, на другой вход которого поступает напряжение уставки с резистора 15, определяющее заданную температуру магниторезистора I. В случае отклонения температуры от ее установленного значения на выходе сравнивающего устройства 13 появляется выходное напряжение, определяющее величину выходного тока усилителя постоянного тока 16, который поддерживает заданную температуру датчика. Резистор 17 предназначен для развязки цепей генераторов 5 и 9 от выходной цепи усилителя постоянного тока 16. Модуляцию сопротивления гальваномагнитного датчика можно осуществить также, воздействуя на него световым потоком или злектрическим полем. В результате осуществления предложенного способа повьппается точность измеренияблагодаря повышению точности термостабилизации. Кроме того, появляется возможность производить измерения вблизи ферромагнитных тел и в узких зазорах без снижения точности термостабилизации. Формула изобретения Способ термостабилизации гальваномагнитных датчиков, при котором из выходного напряжения ньщеляют напряжение с комбинационней частотой управляющего тока и напряжения модуляции, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности. 5 пропускают через датчик дополнительный ток, изменяют величину сопротивления датчика с частотой модуляции, а по амплитуде напряжения с комбинационной Частотой судят о величине последующего изменения значения дополнительного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторскоэ сввдетельство СССР 469106, кл. G 01 К 33/06, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2565722/18-21, кл. G 01 -R 33/06, 1978 (прототип).