МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в различных областях науки и промышленности в качестве первичного датчика для измерения постоянных магнитных полей.
Уровень техники
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является магнитоэлектрический датчик постоянных магнитных полей, описанный в документе [Reermann J. et al. Evaluation of magnetoelectric sensor system for cardiological application / Measurements, 2018, V. 1, pp. 230-238]. Известный датчик содержит кремниевую подложку, на которую с одной стороны нанесен пьезоэлектрик с электродами на поверхности, а с другой нанесен магнитострикционный ферромагнетик, при этом вся магнитоэлектрическая структура помещена внутрь элемента возбуждения, выполненного на объемной электромагнитной катушке, создающей переменное магнитное поле. При помещении такого датчика в постоянное магнитное поле Н на электродах пьезоэлектрика вследствие комбинации магнитострикции и пьезоэлектричества генерируется переменное электрическое напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине поля u~Н, что и используется для измерения поля.
Недостатком известного датчика является исполнение источника переменного магнитного поля в виде объемной электромагнитной катушки, что не позволяет использовать методы интегральной технологии для изготовления датчика и снизить энергопотребление датчика.
Раскрытие сущности полезной модели
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по устранению этих недостатков.
При этом технический результат заключается в возможности выполнения предлагаемого датчика методами интегральной технологии.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом магнитоэлектрическом датчике постоянного магнитного поля, содержащем магнитострикционный ферромагнетик и пьезоэлектрик с электродами, элементом возбуждения является указанный пьезоэлектрик, а полезный сигнал возникает в магнитострикционном ферромагнетике, который выполнен из электропроводящего материала.
Указанные признаки предлагаемой полезной модели являются существенными и совокупность этих признаков достаточна для получения требуемого технического результата.
Описание чертежей и осуществление полезной модели
На фиг. 1 показана конструкция заявляемой полезной модели. Магнитоэлектрический датчик постоянного магнитного поля содержит электропроводящий магнитострикционный ферромагнетик 7, изолирующий слой 2 и пьезоэлектрик 3 с электродами 4.
Предлагаемый датчик работает следующим образом. При подаче на электроды 4 пьезоэлектрика 3 переменного напряжения с частотой продольного механического резонанса датчика при появлении постоянного магнитного поля Н, соосного продольным колебаниям, в электропроводящем магнитострикционном ферромагнетике 1 наводится переменный ток, величина которого пропорциональна магнитному полю.
Для подтверждения осуществления настоящей полезной модели был изготовлен макет предлагаемого магнитоэлектрического датчика магнитного поля, состоящего из склеенных пластины пьезоэлектрика ЦТС-19 размерами 33×5×0,3 мм и пленки ферромагнетика - метгласа размерами 33×5×0,025 мм.
На фиг. 2 показана зависимость выходного сигнала макета датчика от постоянного магнитного поля, которая демонстрирует работоспособность предлагаемого датчика при исполнении его единой интегральной конструкцией.