АВТОГЕНЕРАТОРНІ ПАРАМЕТРИЧНІ СЕНСОРИ МАГНІТНОГО ПОЛЯ З ЕЛЕМЕНТОМ ХОЛЛА І ДВОКОЛЕКТОРНИМ БІПОЛЯРНИМ МАГНІТОТРАНЗИСТОРОМ

Анотація

Запропоновано автогенераторні параметричні сенсори магнітного поля з частотним вихідним сигналом на основі транзисторних структур з від’ємним диференційним опором з первинним магніточутливим елементом Холла і біполярним двоколекторним магніточутливим транзистором, причому первинні магніточутливі елементи виступають ще і як активні елементи схем автогенераторів, що спрощує конструкцію сенсорів. У сенсорах магнітного поля з частотним виходом не потрібні аналого-цифрові перетворювачі і підсилювальні пристрої при подальшій обробці інформаційних сигналів, що здешевлює інформаційно-вимірювальну апаратуру, окрім того можлива передача інформації на відстань при роботі сенсорів у надвисоких частотах. На основі аналізу фізичних процесів у первинних магніточутливих елементах і автогенераторах розроблено математичні моделі сенсорів, на основі яких отримано параметричні залежності функцій перетворення і чутливості. Отримані функції наочно показують вплив кожного елемента первинних магнітних перетворювачів і елементів автогенераторів на вихідну частоту сенсорів у порівнянні з розрахунками функцій перетворення з еквівалентних схем пристроїв на основі розв’язку рівнянь Кірхгофа. Показано, що основний внесок у функції перетворення вносить зміна магнітної індукції, яка викликає зміну від’ємного диференційного опору і еквівалентної ємності коливального контуру автогенератора, що у свою чергу, змінює вихідну частоту сенсорів магнітного поля.

Автогенераторні параметричні сенсори магнітного поля з частотним вихідним сигналом дозволяють значно підвищити точність і чутливість вимірювання магнітної індукції, відмовитись від аналого-цифрових перетворювачів і підсилювальних пристроях при подальшій обробці інформаційних сигналів, вони також дозволяють передавати вихідну інформацію на відстань при роботі у надвисоких частотах. Чутливість сенсорів магнітного поля змінюється від 11,95 кГц/мТ до 1,45 кГц/мТ при зміні магнітної індукції від 0,1 мТ до 120 мТ.