Мікроелектронний вимірювач магнітної індукції з частотним виходом

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Мікроелектронний вимірювач магнітної індукції з частотним виходом, який містить елемент Холла і джерело постійної напруги, який відрізняється тим, що в нього введено чотири біполярні транзистори, чотири резистори і дві ємності, причому колектор першого біполярного транзистора з'єднаний з базою другого біполярного транзистора і першим виводом першого резистора, а другий вивід першого резистора підключений до першого виводу четвертого резистора, другого виводу третього резистора і першого виводу другої ємності, першого полюса джерела постійної напруги і колектора четвертого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з першим виводом першої ємності, першою вихідною клемою, першим виводом другого резистора і колектором другого біполярного транзистора, а емітер другого біполярного транзистора, емітер першого біполярного транзистора, емітер третього біполярного транзистора, друга вихідна клема, четвертий вивід елемента Холла, другий вивід другої ємності і другий полюс джерела постійної напруги підключені до загальної шини, причому перший вивід третього резистора підключений до бази четвертого біполярного транзистора, першого виводу елемента Холла і другого виводу першої ємності, а другий вивід елемента Холла з'єднаний з другим виводом четвертого резистора, а база першого біполярного транзистора з'єднана з базою третього біполярного транзистора і його колектором.

Текст

Мікроелектронний вимірювач магнітної індукції з частотним виходом, який містить елемент Холла і джерело постійної напруги, який відрізняється тим, що в нього введено чотири біполярні транзистори, чотири резистори і дві ємності, причому колектор першого біполярного транзистора з'єднаний з базою другого біполярного транзистора і першим виводом першого резистора, а другий вивід першого резистора підключений до першого виводу четвертого резистора, другого виводу третього C2 2 (19) 1 3 UH = 80906 RHIB D Матеріалом для виготовлення елемента Холла слугує кремній, арсенід-індію (InAs) і антимонід індію (InSb). Елемент Холла з арсенідуіндію, наприклад, при магнітній індукції B=1T і струмі 0,1А має вихідну напругу 0,5В [див. Г. Виглеб. Датчики. -М.: Мир, 1989, с.29-33]. Недоліком такого пристрою є мала чутливість і точність виміру особливо в області малих значень індукції, тому що при цьому необхідно значно підвищувати протікаючий струм. В основу винаходу поставлена задача створення мікроелектронного вимірювача магнітної індукції з частотним виходом, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними досягається перетворення магнітної індукції в частоту, що підвищує чутливість і точність виміру магнітної індукції. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який містить елемент Холла і джерело постійної напруги, введено чотири біполярних транзистори, чотири резистори, дві ємності, що дало змогу перетворити магнітну індукцію в частоту, причому колектор першого біполярного транзистора з'єднаний з базою другого біполярного транзистора і першим виводом першого резистора, а другий вивід першого резистора підключений до першого виводу четвертого резистора, другого виводу третього резистора і першого виводу другої ємності, першого полюса джерела постійної напруги і колектора четвертого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з першим виводом першої ємності, першою вихідною клемою, першим виводом другого резистора і колектором другого біполярного транзистора, а емітер другого біполярного транзистора, емітер першого біполярного транзистора, емітер третього біполярного транзистора, друга ви хідна клема, четвертий вивід елемента Холла, другий вивід другої ємності і другий полюс джерела постійної напруги підключені до загальної шини, причому перший вивід третього резистора підключений до бази четвертого біполярного транзистора, першого виводу елемента Холла і другого виводу першої ємності, а другий вивід елемента Холла з'єднаний з другим виводом четвертого резистора, а база першого біполярного транзистора з'єднана з базою третього біполярного транзистора і його колектором. На кресленні подано схему мікроелектронного вимірювача магнітної індукції з частотним виходом. Пристрій містить біполярні транзистори 1, 3, 4, 7, резистори 2, 5, 8,10, ємності 6,11, елемент Холла 9 і джерело постійної напруги 12. Біполярні транзистори 1, 3, 4 створюють ємнісний елемент коливального контуру пристрою. Резистори 2, 5, 8, 10 забезпечують режим живлення пристрою за допомогою джерела постійної напруги 12. Біполярний транзистор 7, разом з RC-колом на основі ємності 6 і резистора 8 утворюють індуктивний елемент коливального контуру. Ємність 11 захищає джерело постійної напруги 12 4 від дії змінного струму. Ви хід пристрою, утворений колектором біполярного транзистора 3 і загальною шиною. Мікроелектронний вимірювач магнітної індукції з частотним виходом працює таким чином. В початковий момент часу магнітна індукція не діє на елемент Холла 9. Підвищенням напруги джерела постійної напруги 12 до величини, коли на електродах колектор-емітер біполярного транзистора 3 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісною складовою на електродах колектор-емітер біполярного транзистора 3 та повного опору з індуктивною складовою на електродах емітер-колектор біполярного транзистора 7. Резистори 2 і 5 здійснюють живлення біполярних транзисторів 1, 3 і 4, а резистори 8 і 10 здійснюють живлення з постійної напруги елемента Холла 9. Електричне коло з ємності 6 і резистора 8 здійснює регулювання величини індуктивності і добротності індуктивного елемента на біполярному транзисторі 7. Ємність 11 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 12. При наступній дії магнітної індукції на елемент Холла 9 змінюється його холлівська різниця потенціалів на його першому і третьому електродах, що викликає зміну індуктивної складової повного опору на електродах емітер-колектор біполярного транзистора 7, що викликає зміну резонансної частоти коливального контуру. Використання запропонованого мікроелектронного вимірювача магнітної індукції з частотним виходом суттєво підвищує чутливість і точність виміру інформативного параметру за рахунок використання ємнісного елемента коливального контуру на основі першого, другого і третього біполярних транзисторів, та індуктивного елемента коливального контуру на основі четвертого біполярного транзистора із послідовним колом з першої ємності і третього резистора. При дії магнітної індукції на елемент Холла змінюється його холлівська різниця потенціалів на першому і третьому електродах, що приводить до зміни індуктивності на електродах емітер-колектор четвертого біполярного транзистора, а це викликає зміну частоти коливального контуру. Лінеаризація функції перетворення відбувається за рахунок вибору постійної напруги живлення.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Microelectronic magnetic flux density meter with a frequency output signal

Автори англійською

Osadchuk Volodymyr Stepanovych, Osadchuk Oleksandr Volodymyrovych

Назва патенту російською

Микроэлектронный измеритель магнитной индукции с частотным выходным сигналом

Автори російською

Осадчук Владимир Степанович, Осадчук Александр Владимирович

МПК / Мітки

МПК: G01R 33/06, H01L 43/06

Мітки: виходом, індукції, мікроелектронний, частотним, магнітної, вимірювач

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/2-80906-mikroelektronnijj-vimiryuvach-magnitno-indukci-z-chastotnim-vikhodom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Мікроелектронний вимірювач магнітної індукції з частотним виходом</a>

Подібні патенти