Устройство для измерения постоянного магнитного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R33/95 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может использоваться дл измерения магнитных полей в широком ди|апазоне изменения температуры окру жающей среды. По основному авт.св. № 892383 известно устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержаще последовательно соединенные усилитель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на ферро магнитные концентраторы магнитного поля, с расположенным между ними маг ниторезистором, а также делитель напряжения. Для повышения чувствительности и точности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды ферромагнитные концентраторы магнитного поля выполнены охватывающими с обеих сторон только часть поверхности магниторезистора, третий электрод которого расположен «а гоанице площади магниторезистора. охваченной ферромагнитными концентраторами , а выход усилителя подключен к третьему .электроду магниторезистора и средней точке делителя напряжения 11 3Однако известное устройство обладает погрешностью вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды не одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней мастей магниторезистора из-за неодинакового изменения температуры верхней и нижней части магниторезистора. Это вызвано тем, что коэффициент теплопроводности воздуха намного меньше аналогичного коэффициента ферромагнитного концентратора магнитного поля, и вследствие этого рассеивающая тепловая мощность с части магниторезистора, охваченного воздухом меньше, чем с части магниторезистора, охваченного ферромагнитным концентратором. Поэтому при измерении малых величин постоянных магнитных полей при значительном изменении температуры окружающей среды эта погрешность получается соизмеримой с полезным си|- HaJiOM. . Цель изобретения - повышение томности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные усилитель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитного (Юля с расположекным между магниторезистором, а также делитель напряжения и ферромагнитные центраторы магнитного поля, выполнен ные охватывающими в обеих сторон тол ко часть поверхности магниторезистор третий электрод которого расположен на границе площади магниторезистора, охваченной ферромагнитными концентра торами , первый выход усилителя подключен к третьему электроду магниторезистора, а второй - к средней точке делителя напряжения, введены немагнитные стержни, охватывающие с об их сторон часть поверхности магниторезистора, другую же часть поверхнос ти магниторезистора с обеих сторон охватывают ферромагнитные концентраторы, третий электрод магниторезисто расположен на границе площадей магни торезистора, охваченных ферромагнитными концентраторами и стержнями из немагнитного материала. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Трехэлектродный магниторезистор 1 размещен в зазоре между ферромагнитными концентраторами 2, состоящими из двух половин. Немагнитный стержень 3 также состоит из двух половин с близким коэффициентом теплопередачи ферромагнитных стержней. Ферром а1- нитные концентраторы 2 выполняются таким образом, что они охватывают только половину поверхности магниторезистора 1, другую половину поверхности которого охватывают немагнитные стержни 3. Третий электрод припаивается к середине магниторезистора 1 на границе площадей, охваченных ферромагнитными концентраторами 2 и немагнитными стержнями 3 из немагнитного материала. На половинах ферромагнитных концентраторов 2 расположены индукционные обмотки k, которые подключаются к выходу усилителя 5 последовательно с регистрирующим прибором 6, показания которого пропорциональны измеряемому магнитному полю. Выходной .сигнал усилителя снимается от среднего электрода магниторезистора 1 и средней точки делителя напряжения, выполненного из термостабильных резисторов 7 и 8. Магниторезистор 1 и делитель напряжения включаются к выходу источника 9 питания. Устройство работает следующим образом. При отсутствии измеряемого магнитного поля мост, плечами которого являются термостабильные резисторы 7 и 8 и сопротивления верхней и нижней части (от среднего электрода) магниторезистора 1 , уравновешен и на входеусилителя 5 сигнал отсутствует. При помещении магниточувствйтельного элемента в измеряемое магнитное поле равновесие моста нару- шается, так как магнитный поток в основном будет пронизывать только верхнюю часть магниторезистора 1 и, следовательно, увеличится сопротивление верхней части магниторезистора. При этом появится сигнал на входе усилителя 5, выходной сигнал которого через регистрирующий прибор 6 подается на индукционные обмотки k. Поле, создаваемое этими обмотками, используется для компенсации измеряемого магнитного поля. Ток в индукционных обмотках k будет увеличиваться до тех пор, пока измеряемое магнитное поле в зазоре не будет равным полю тока индукционных обмоток и, следовательно, не наступит, равновесие моста. При изменении температуры окружающей среды изменяется общее суммарное сопротивление магниторезистора 1. Однако вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды практически одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней Я цчасти от среднего электрода магниторезистора, соотношение этих сопротивлений не изменяется при широком диапазоне изменения температуры окружающей ере