Электромагнитный датчик Советский патент 1983 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к теплоэнергетике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования теплового тока в электрический и для измерения механических усилий и давлений в зонах, . имеющих температурный гргщиент..

Известно устройство, содержащее диэлектрическую подложку и магнитоанизотропную пленку Cl.

Наиболее близким по технической сущности является электромагнитной датчик, использующий ггшьваномагнитные свойства материалов и сплавов и особенности их тонкопленочного состояния 21.

Ор1яако использование этих датчиков в зонах, имеющих температурные градиенты, затруднительно, так как необходимо учитывать изменения их свойств в зависимости от температуры. Причем .температурных градиентов может не только исказить, но и изменить сигнал, снимаемый с такого рода устройств.Целью изобретения .является понлшение точности за счет уменьшения температурной погрешности и повышение чувствительности.

Эта цель достигается тем, что магнитоанизотропная пленка выполнена из материала с ориентацией оси лег- кого намагничивания в плоскости,расположенной под углом 45 к осям :входных и выходных контактов, а входные контакты имеют разные температурыПри этом магнитоанизотропная пленка выполнена и виде нескольких частей, соединенных между -собой электрически, оси легкого намагничивания которых образуют замкнутую магнитную систему.

Причем части магнитоанизотропной пленки соединены между собой перемычками из магнитного материала.

На фиг. 1-3 предст.авлены варианты датчика, об1191й вид.

Датчик содержит диэлектрическую г подложку 1, чувствительный элемент 2 (анизотропная пленка) , электрические контакты 3, тепловой контакт; 4, явля ющийся продолжением чувствительного элемента, ось легкого намагничивания (ОЛН), расположенную в плоскости под углом 45® к тепловому,4 и электрическим 3 контактам.

Для увеличения чувствительности, надежности и Увеличения коэффициента полезного действия устройства чувствительный элемент может быть, выполнен в виде двух или нескольких частей, соединенных между собой электрически оси легкого намагничивания которых ,образуют замкнутую магнитную систему Замыкание магнитного потока может быть осуществлено магнитостатически, но для этого желательно использовать тонкие диэлектрические подложки. Для повышения чувствительности и увеличения надежности магнитоанизотропные элементы в местах соединения магнитного потока лучше соединить между собой перемычками из магнитного материала. Эти перемычки могут выполнять одновременно роль тепловых контактов 4 (фиг.3). Лнтипараллельная ориентация векторов осей легкой намагниченности верхней и нижней пленок в этом случае будет стабилизировать систему и сделает устройство более надежным в эксплуатационном отношении. Электрические контакты р- ссмотренных систем можно соединять или параллельно, или последовательно, увеличивая величину снимаемого сигнала по току или по напряжению. Устройство работает следующим образом. Если при наличии теплового контакта на боковых гранях создать темпераг турный градиент - г- ; 2 то по пленке потечет тепловой ток. Тепловой ток представляет собой направленное движение электронов,; которые под влиянием намагниченности образца (действие силы Лоренца) отклонятся и создадут на боковых поверхностях, перпендикулярных тепловому потоку, разность потенциалов U-Q-b-D 12 Эта разность потенциалов носит название ЭДС Нернста - Эттингсгаузена. В формуле S - коэффициент пропорциональности, Е - ширина, Ъ - длина чувствительного sjrieMeHTa, т.е. решается первая задача - тепловой ток преобразуется в электрический, причем разность потенциалов будет пропорциональна разности температур на боковых гранях. Прикладываемые усилия или давление вызывают деформаций) материала пленки которая, в свою очередь, изменит магнитоупругую энергию пленки. Изменени магнитоупругой энергии вызовет поворот оси легкого намагничивания ОЛН на некоторый угол относительно пер воначального направления, которое приводит к изменению ЭДС Нернста-Эттингсгаузена, т.е. чем больше деформадия, тем на больший угол от первоначального направления повернется вектор намагниченности (ОЛН) и тем большие изменения разности потенциалов будут на измерительньах контактах. Снятие Нг1грузки возвратит вектор намагниченности в исходное состояние и разность потенциалов в прежнее значение. Таким образом, электромагнитный датчик, состоящий из диэлектрической подложки и магнитоанизотропной пленки, не требует для своей работы внешних Нс1магничиваюших устройств и позволяет значительно увеличить чувствительность, надежность, коэффициент полезного действия и расширить технические возможности пленочных устройств. Формула изобретения 1.Электромагнитный датчик, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде диэлектрической подложки и магнитоанизотропной пленки, два входных и два выходных контакта, расположенных в одной плоскости на взаимно перпендикулярных осях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурной погрешности, магнитоанизотропная пленка выполнена из материала с ориентацией оси легкого намагничивания в плоскости, расположенной под углом 45 к осям входных и выходных контактов, а входные контакты имеют разные температуры. 2.Датчик ПОП.1, от л ич ающ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, магнитоанизотропная пленка .выполнена в виде нескольких частей, соединенных между собой электрически, оси легкого намагничивания которых образуют замкнутую магнитную систему. 3.Датчик по ПП.1 и 2, о т л .и чающийся тем, что части магнитоанизотропной пленки соединены между собой перемычками из магнитного материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 573727, кл. G 01 L 1/12, 21.06.75, 2.Авторское свидетельство СССР № 773461, кл. G 01 L 1/12, 11.03.79 (прототип).

олн

7зт.

.2