Сенсор магнітного поля з частотним виходом

Сенсор магнітного поля з частотним виходом, який містить магніточутливий діод, джерело постійної напруги, перший резистор, загальну шину та дві вихідні клеми, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний із першим виводом першого резистора, другий вивід якого підключений до першого виводу магніточутливого діода, який відрізняється тим, що введені три біполярних транзистори, шість резисторів, три ємності та елемент Холла, причому перший вивід другого резистора з'єднаний із другим виводом магніточутливого діода, перший вивід третього резистора з'єднаний із другим виводом першого резистора та першим виводом магніточутливого діода, другий вивід третього резистора підключений до бази U 2 (19) 1 3 Недоліком такого пристрою є його мала чутливість і точність виміру. Це пов'язано з тим, що при малих магнітних полях зміна напруги на магніточутливому діоді є незначною. В основу корисної моделі поставлена задача створення сенсора магнітного поля з частотним виходом, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними досягається перетворення величини магнітного поля у частоту, що приводить до підвищення чутливості та точності вимірювання магнітного поля. Поставлена задача вирішується тим, що у сенсор магнітного поля з частотним виходом, який містить магніточутливий діод, джерело постійної напруги, перший резистор, загальну шину та дві вихідні клеми, причому перший полюс джерела постійної напруги з'єднаний із першим виводом першого резистора, другий вивід якого підключений до першого виводу магніточутливого діода, введені три біполярних транзистори, шість резисторів, три ємності та елемент Холла, причому перший вивід другого резистора з'єднаний із другим виводом магніточутливого діода, перший вивід третього резистора з'єднаний із другим виводом першого резистора та першим виводом магніточутливого діода, другий вивід третього резистора підключений до бази першого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний із першими виводами четвертого резистора та першої ємності, другі виводи яких підключені до емітера другого біполярного транзистора, колектор першого біполярного транзистора з'єднаний із першим виводом п'ятого резистора, емітером третього біполярного транзистора і першим виводом другої ємності, першим виводом елемента Холла та утворює першу вихідну клему, другий вивід другої ємності з'єднаний із першим виводом сьомого резистора та базою третього біполярного транзистора, колектор якого з'єднаний із першим виводом першого резистора, другим виводом сьомого резистора, другим і третім виводами елемента Холла, першим виводом третьої ємності та першим полюсом джерела постійної напруги, другий вивід п'ятого резистора з'єднаний із першим виводом шостого резистора та базою другого біполярного транзистора, колектор якого з'єднаний із другими виводами другого та шостого резисторів, четвертим виводом елемента Холла, другим виводом третьої ємності та другим полюсом джерела постійної напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема. На кресленні подано схему сенсора магнітного поля з частотним виходом. Пристрій містить магніточутливий діод 2, джерело постійної напруги 16, перший резистор 1, загальну шину та дві вихідні клеми, причому перший полюс джерела постійної напруги 16 з'єднаний із першим виводом першого резистора 1, другий вивід якого підключений до першого виводу магніточутливого діода 2, введені перший 5, другий 8 і третій 11 біполярні транзистори, другий 3, третій 4, четвертий 6, п'ятий 9, шостий 10 і сьомий 13 резистори, перша 7, друга 12 і третя 15 ємності та елемент Холла 14, причому перший вивід другого резистора 3 з'єднаний із другим виводом маг 62366 4 ніточутливого діода 2, перший вивід третього резистора 4 з'єднаний із другим виводом першого резистора 1 та першим виводом магніточутливого діода 2, другий вивід третього резистора 4 підключений до бази першого біполярного транзистора 5, емітер якого з'єднаний із першими виводами четвертого резистора 6 та першої ємності 7, другі виводи яких підключені до емітера другого біполярного транзистора 8, колектор першого біполярного транзистора 5 з'єднаний із першим виводом п'ятого резистора 9, емітером третього біполярного транзистора 11, першим виводом другої ємності 12 і першим виводом елемента Холла 14 та утворює першу вихідну клему, другий вивід якої з'єднаний із першим виводом сьомого резистора 13 та базою третього біполярного транзистора 11, колектор якого з'єднаний із першим виводом першого резистора 1, другим виводом сьомого резистора 13, другим і третім виводами елемента Холла 14, першим виводом третьої ємності 15 та першим полюсом джерела постійної напруги 16, другий вивід п'ятого резистора 9 з'єднаний із першим виводом шостого резистора 10 та базою другого біполярного транзистора 8, колектор якого з'єднаний із другими виводами другого 3 та шостого 10 резисторів, четвертим виводом елемента Холла 14, другим виводом третьої ємності 15 та другим полюсом джерела постійної напруги 16, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема. Сенсор магнітного поля з частотним виходом працює наступним чином. В початковий момент часу магнітне поле не діє на магніточутливий діод 2 та елемент Холла 14. Підвищенням напруги джерела постійної напруги 16 досягається така її величина, що на електродах колектора першого біполярного транзистора 5 і колектора другого біполярного транзистора 8 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним включенням повного опору з ємнісною складовою на електродах колектора першого біполярного транзистора 5 і колектора другого біполярного транзистора 8 та повного опору з індуктивною складовою на електродах емітер - колектор третього біполярного транзистора 11. За рахунок вибору постійної напруги живлення здійснюється лінеаризація функції перетворення. Перший 1, другий 3, третій 4, четвертий 6, п'ятий 9 та шостий 10 визначають живлення магніточутливого діода 2, першого 5 і другого 8 біполярних транзисторів та елемента Холла 14 від джерела постійної напруги 16. Також четвертий резистор 6 та перша ємність 7 виконують роль термокомпенсації повного опору з ємнісною складовою на електродах колектора першого біполярного транзистора 5 і колектора другого біполярного транзистора 8. Друга ємність 12 і сьомий резистор 13 утворюють електричне коло з необхідним фазовим зсувом для здійснення повного опору з індуктивною складовою на електродах емітер - колектор третього біполярного транзистора 11, тобто визначають величину індуктивності та добротності активного індуктивного елемента на основі третього біполярного транзистора 11. Третя 5 ємність 15 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 16. Потім магнітне поле діє на магніточутливий діод 2 та елемент Холла 14. При цьому змінюється напруга на магніточутливому діоді 2, що викликає зміну ємнісної складової повного опору на електродах колектора першого біполярного транзистора 5 і колектора другого біполярного транзистора 8, а на першому і Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 62366 6 третьому електродах елемента Холла 14 з'являється холлівська різниця потенціалів, що обумовлює зміну індуктивної складової повного опору на електродах емітер - колектор третього біполярного транзистора 11, а це, в свою чергу, викликає зміну резонансної частоти коливального контуру, яка є інформативним параметром для визначення величини магнітного поля. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601