Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122

Страница 350 Зубчатое колесо из ферромагнитного материала


Концентратор ПМП Магнит

Рис. 7.10. Конструкция концентратора магнитного поля, предназначенная для использования в составе высокочувствительного датчика скорости вращения зубчатого колеса: а - конструкция концентратора; б -схема датчика скорости вращения

Для изготовления концентраторов магнитного потока можно использовать: феррит (д. = 2000... 6000), муметалл (Ni-75%, Fe-18%, Cu-5%, Cr-2%), a также железокобальтовые сплавы: 27КХ, 49К2Ф, 49К2ФВИ (пермендюр), 49К2ФА (суперпермендюр), железоникелевый сплав - пермаллой (79НМ) и др.

Применение концентраторов позволяет увеличить плотность магнитного поля в магниточувствительной области. Действие концентраторов сильно ослабевает при увеличении зазора между ними, поэтому его следует сделать минимальньпи (равньпи толщине самого магниточувствительного элемента). При минимальном зазоре 0,2...0,3 мм достигается увеличение чувствительности в 100... 1000 раз в зависимости от конструкции концентратора.

Следует отметить, что хотя ферромагнитные концентраторы и увеличивают чувствительность магнитоэлектронных устройств, но при этом ухудшается линейность характеристики преобразования. Следовательно, устройства с концентраторами желательно использовать только для индикации магнитного поля.

7.3. Катушки смещения

Катушки смещения являются важньпи элементом многих изделий микромагнитоэлектроники. Эти катушки, в зависимости от назначения изделий, могут вьшолнять несколько функций

компенсация влияния постороннего постоянного магнитного поля;

модуляция магнитного потока;

вьшолнение функций управляющего элемента при компенсационном методе измерения индукции магнитного поля.

В зависимости от назначения изделий конструкция катушек смещения может быгь различной. Па рис. 7.11....7.13 приведены возможные варианты конструктивного оформления катушек смещения, а в таблице 7.4 приведены их основные параметры.

Преобразователь магнитного

Преобразователь магнитного поля


Обмотка 1

Обмотка 2

Сердечник

Сердечник

.Обмотка


Сердечник

Рис. 7.11. Варианты конструкции катушек смещения, предназначенных для работы в сильных магнитных



В катушках (рис. 7.11.а) сердечник изготавливается из магнитомягкого материала. Такие катушки используются при работе в сильных магнитных полях. Для более тонких применений используются две (включенные параллельно или последовательно) обмотки (рис.7.11.6) с сердечником из феррита (р = 1000...6000). н

Ичмепяемпе ттпле йх

Обмотка


ПМП2 /


Рис.7.12. Варианты конструкции катушек смещения, предназначенных для компенсации и модуляции магнитного поля: а - для одного МПМ; б - для двух ПМП

Катушки без сердечников (рис. 7.12.а. б.) используются как для модуляции магнитного потока, так и для компенсации и смещения магнитного поля.

Катушка

Катушка смешения

Кондентраторы


Магниточувствительный элемент

Подложка

Магниточувствительный элемент

>дложка

Магниточувствительный элемент

Катушка

[одложка

Рис.7.13. Варианты конструкции миниатюрных катушек смещения: а - микроминиатюрная проволочная;

б - тонкопленочная.

Микрокатушки (рис. 7.13) используются в качестве катушек смещения в составе микроэлектронных датчиков магнитного поля, вьшолненных в виде гибридных интегральных схем. [130]

Кроме того, тонкопленочные катушки (рис. 7.13.6.) используются для модуляции магнитного потока. При этом ток модуляции может достигать 4 ампер при длительности импульса 2...5 мкс.

В таблице 7.4 в качестве примера приведены основные параметры нескольких вариантов катушек смещения.



Страница 352 Таблица 7.4. Основные параметры катушек смещения

п/п

Рабочий ток, мА

Сопротивление катуппси Rk, Ом

Индуктивность катушки Lg, мкГн

Индукция на поверхности сердечника Вк, мТл

Крутизна характеристики, Hj, мТл/мА

Габаритные размеры, мм

Конструкция рис. №№

5...20

3,2...17

0,64...0,85

0 8.5х 12

7-11.а

34,5

0,22

0 8,5х 12

7-11.а

30...100

35,5

3,8...12,5

0,11...0,13

0 8.5х 12

7-11.а

3...20

2...13,5

0,67...0,68

0 8x12

7-11.а

5...40

36 1000 вит. 0 0.08

0,38...3

0,076

0 10x6

7-11.6

365 вит. 0 0,1

0,06

0 20x10

7-12.а

720 вит. 0 0,07

1,26

0,126

0 20x10

7-12.6

5...20

Н/Д

0,5...2,0

Н/Д

7-13.а

5...20

Н/Д

0,0125...0,1

0,0025

ГИС

7-13.6

7.4. Магнитопроводы

Магнитопровод является одним их элементов конструкции изделия микромагнитоэлектроники при помощи которого формируется управляющее магнитное поле. При конструировании магнитопроводов решаются две основные задачи:

разработка конструкции магнитопровода, связанная с выбором оптимальной его формы, обеспечивающей решение конкретной технической задачи;

выбор материала для изготовления магнитопровода.

Для изготовления магнитопроводов в основном используются железо и низкоуглеродистая нелегированная электротехническая сталь.

Благодаря высоким магнитньпи свойствам (высокие магнитная проницаемость и индукция насьпцения), высоким механическим и технологическим свойствам и невысокой стоимости, железо пшроко применяется для изготовления магнитопроводов. Однако вследствие низкого удельного электрического сопротивления железа обуславливающего повьппенные потери на вихревые токи, применение его ограничивается только устройствами постоянного тока. Чем чище железо, тем вьппе его магнитная мягкость.

Наиболее пшроко применяется технически чистое железо, как наиболее экономичное. Особо чистые сорта железа применяются только для специальных целей.

По магнитньпй свойствам к технически чистому железу приближается нелегированная электротехническая сортовая (типа:11880, 21880, 11895, 21985 и др.) и тонколистовая сталь (типа 3411, 3415, 2011, 2112, 2212, 2311, 1212, 1514 и др.)

Для изготовления магнитопроводов также применяют магнитномягкие прецизионные сплавы, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой.

Такие сплавы представляют собой нелегированные и легированные двойные железоникелевые, железокобальтовые и железохромистые и тройные железо-никель-кобальтовые сплавы (типа 45Н, 79НМ, 80НХС, 50НП, 81НМА, 40НКМП и др.)

(Подробнее см. [1, 2, 6, 8]).

7.5. Магнитные и термомагнитные шунты

Магнитные шунты в ряде случаев являются управляющими элементами изделий микромагнитоэлектроники. В более общих случаях они практически являются элементами магнитопроводов и изготавливаются из тех же материалов.

Для повьппения термической устойчивости изделий микромагнитоэлектроники, содержащих собственные магнитные системы используются, т. н. термомагнитные шунты которые изготавливаются из специальных термомагнитных материалов.

Термомагнитными назьшаются магнитномягкие материалы, обладающие сильной зависимостью магнитной проницаемости от температуры. При увеличении температуры окружающей среды магнитная проницаемость указанного материала падает.

Для изготовления элементов магнитных систем изделий микромагнитоэлектроники могут использоваться следующие термомагнитные сплавы: НЗЗЮ1, ЭП456 (термаллой), 38НХ14,36НХ11 (компенсатор), Н32Х6Ю, ЭП279 и др. [2]



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122