close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3002

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3002
(13)
C1
6
(51) G 01R 33/02
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
МАГНИТОМЕТР
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Лукашевич М.Г (BY), Миклитц Ганс
(DE)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(21) Номер заявки: a 19980062
(22) 1998.01.22
(46) 1999.09.30
(57)
Магнитометр, содержащий двухэлементный датчик магнитного поля, блок питания с двумя выходами,
суммирующий блок и блок регистрации, отличающийся тем, что магниточувствительные элементы датчика
выполнены с непосредственным контактом, выход постоянного напряжения блока питания соединен с омическими контактами датчика, а выход периодического напряжения блока питания соединен с управляющим
контактом , выполненным в виде барьера Шоттки, вход суммирующего блока подключен к омическим контактам, а вход блока регистрации подключен к выходу суммирующего блока.
(56)
1. А.с. СССР № 993178, МПК GO1R33/02, 1982.
Фиг. 1
Изобретение относится к области магнитных измерений и может использоваться в магнитоэлектронике и
радиопромышленности при изготовлении магнитометров для измерения магнитных полей при криогенных
температурах.
Известный магнитометр, выбранный в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит магниторезистивный датчик с двумя магниточувствительными элементами по разные стороны изолирующей подложки, источник питания с двумя выходами, два нагрузочных резистора, суммирующее устройство и блок регистрации [1].
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает высокой электрической и
температурной стабильности измерений. Это объясняется тем, что на магниторезистивный датчик подается
напряжение большее напряжения примесного пробоя, что приводит к неравномерному распределению протекания тока (шнурованию тока) по образцу при пробое и уменьшению электрической стабильности измерений. Расположение магниточувствительных элементов датчика по разные стороны изолирующей подложки и
выделение в них разной мощности, так как один элемент работает в области допробойных, а другой послепробойных электрических полей, не позволяет получать высокую температурную стабильность. Кроме
BY 3002 C1
того, строго определенная величина выделяемой мощности на единицу площади датчика, не приводящая к
его перегреву, ограничивает возможности его миниатюризации.
Задачей технического решения является создание магнитометра с высокой электрической стабильностью
измерения магнитного поля за счет использования слабых электрических полей для питания датчика магнитного поля, а также высокой температурной стабильностью за счет непосредственного контакта магниточувствительных элементов датчика при измерении магнитного поля при рабочих температурах ниже 10 К.
Для достижения этого технического результата в магнитометре, содержащем двухэлементный датчик
магнитного поля, блок питания с двумя выходами, суммирующий блок и блок регистрации, магниточувствительные элементы датчика выполнены с непосредственным контактом, выход постоянного напряжения блока питания соединен с омическими контактами датчика, а выход периодического напряжения блока питания
соединен с управляющим контактом, выполненным в виде барьера Шоттки, вход суммирующего блока подключен к омическим контактам, а вход блока регистрации подключен к выходу суммирующего блока.
На фиг. 1 схематически изображен вариант выполнения принципиального элемента магнитометра - датчика магнитного поля, на фиг. 2 - разрез А-А и на фиг. 3 - функциональная схема магнитометра.
Датчик магнитного поля (фиг. 1 и 2) представляет собой подложку 1 из полуизолирующего арсенида галлия с сопротивлением порядка 108 Ом⋅см, на одной стороне которой известными методами эпитаксии последовательно наращены два магниточувствителъных элемента из того же материала - элемент 2 с концентрацией электронов n=1015см-3 и элемент 3 с концентрацией n=1018см-3. Концентрация электронов выбирается
таким образом, чтобы обеспечить при низких температурах максимальное уменьшение сопротивления элемента 2 в магнитном поле и максимальное увеличение сопротивления элемента 3 в магнитном поле. Для
подключения датчика к магнитометру на магниточувствительные элементы известными способами (например вжиганием сплава индия с оловом) нанесены омические контакты 4 и сформирован (например напылением Au:Nb) управляющий электрод 5, представляющий собой барьер Шоттки. В отсутствие смещения
барьера Шоттки ток протекает по высокопроводящему элементу 3 датчика, имеющему положительный магниторезистивный эффект, а при подаче смещения ток оттесняется в слой элемента 2, который имеет отрицательный магниторезистивный эффект. Таким образом, подавая на омические контакты 4 постоянное напряжение, а на электрод 5 периодическое можно измерять магнитное поле по сумме относительного изменения
сопротивления датчика при нулевом и максимальном значении периодического напряжения запитки.
Магнитометр (фиг. 3) содержит описанный двухэлементный датчик 6 магнитного поля, блок 7 питания
(генератор тока) с первым выходом 8 с постоянным напряжением и вторым выходом 9 с периодическим напряжением, суммирующий блок 10 и блок регистрации 11. Выход 8 блока питания 7 с постоянным напряжением соединен с омическими контактами 4, а выход 9 периодического напряжения соединен с управляющим
электродом 5. Суммирующий блок 10 подключен к омическим контактам 4 датчика, а блок регистрации 11 к выводу суммирующего блока.
Магнитометр работает следующим образом. При отсутствии напряжения на управляющем электроде 5
ток протекает по слою элемента 3 датчика 6, сопротивление которого, а следовательно, и падение напряжения на датчике в магнитном поле увеличиваются. При подаче напряжения на управляющий контакт 5 ток оттесняется полем барьера в слой элемента 3, сопротивление которого, а следовательно и падение напряжения
на датчике 6 в магнитном поле уменьшаются. Указанные изменения падения напряжения на элементах датчика суммируются блоком 10 и регистрируются блоком 11. Величина магнитного поля определяется по градуировочному графику зависимости суммы изменения падения напряжения на элементах датчика от магнитного поля.
Фиг. 2
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
2
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Фиг. 3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
by3002, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа