7.1 Содержание работы

1. Ознакомление с теоретическими сведениями по методическому пособию.

2. подбор необходимых справочных и табличных значений.

3. Расчет резисторов с возможным изменением исходных данных задания.

4. Выбор конструкции магниторезистора.

7.2 Порядок выполнения работы

1. исходные данные для расчета: R_max ;R_b/R₀

B_max- индукция в зазоре ;R=f(φ) ;P_max;

2. По таблице1 выбирается материал резистора.

3. По формуле (3) определить максимум магниторезистивного эффекта.

4. Определить p_b=p₀+Δp(по формуле 4);

5. пользуясь графиками рис.5,6 и формулами (5) ; (6); (7) определить R_b, задаваясь значениямиm,n, иR_s(см.рис.4)

6. Если R₀не определено заданием то его определить по формуле (6) , задавшись ω, ω_кпри условииm≤6ω+ω_к

7. При помощи формул (8Б-11Б) и условии от r=f(φ)$

8. Построить график зависимости R=f(φ)

7.3 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.расчет магнитоуправляемого резистора.

2.Эскиз топологии.

№.Графики r=f(φ) иR=f(φ)

8. Литература

1. Г.И.Котенко. Магниторезисторы. М., «Энергия». !972г.

2. Ю.В.зайцев, А.Н.Марченко. Магнитоуправление сопротивления в аппаратуре низкого напряжения /обзор/. М., отд-ие ВНИИЭМ по научно-технич. Информации в электротехнике.

3. А.М.Марченко. Управляемые полупроводниковые резисторы. М., «Энергия», 1979г.

4. Постоянные магниты, Справочник под ред. М. «Энергия», 1976г.

Список контрольных вопросов

1. Достоинства и недостатки магнитоуправляемых резисторов?

2. области и применение магниторезисторов?

3. на каком физическом эффекте основано действие резисторов?

4. От чего зависит и чем определяется?

5. Чем руководствуются при выборе материала магниторезисторов?

6. Какие вы знаете законы изменение сопротивления и чем определяется функциональная характеристика магнитоуправляемых резисторов?

7. Чем определяется мощность рассеяния?

8. Какие вы знаете способы управления и изменения сопротивления?

9. Какие конструктивные параметры (МПР) наиболее влияют на характеристики резисторов?

Пример расчета

Исходные данные:

R_max=100Oм;R₀=250 мт

В=Imn; δ=5%;P_max=250мВт

R=f(φ) – косинусный

1. Материал магниторезистора InSbпо таблицеI

2. Подставив в (3) и (4) исходные данные и данные табл. Iполучим:

b=(7.6/0.076)=100; (n/p)={[1.27(1-0.01)+0.02]/[1.27(1-100)+200] }=1.72*10^-2

Отсюда максимум магниторезистивного эффекта будет при Р=(n/0.0172)= 1.8*10²⁴м

3. . (Δp/p₀ )=1.39*1.27(100+[99²/3.14])*0.76²*I² =32.8

Δp=754.4*10^-6(Ом*м)

P_b=2³*10^-6+754.4*10^-6=777.4*10^-6(Ом*м)

5. По формуле (5) tgθ=U_n*B=7.6 (θ=82.5),maxмагниторезистивный эффект при θ=90⁰

6. По граф. (рис.5) определяем (R_b/R₀)=8.57; (L/ω)=0.9

7. По граф. (рис.6) и из конструктивных соображений принимаем

ω=1 h=50*10^-6(м)

d=(ω/5)=0.2 (мм) R_s=0.46 Ом

L=0.9ω=0.9 (мм) a=1 ω_k=ω

n=(ω+3ω/5)=4.6 (мм)

m=L+ω_k+aω=2.9 (мм) (см.рис.4)

при a=I , L(a)=5

8. К=(0,46/1)[(2.9*4.6*2*1/1)-6*1*3.6+2*5*3.6]=11.8 (Ом)

9. Тогда при B=IТлR_b=8.57*12=102.84=103 (Ом)

10. Отклонение от нормального значения

δ= [(103-100)/100]=3%<5%

11. Заданная характеристика: R(φ)=R₀+ (1/2)[I-cosπ(φ/φ_п)(R_b –R₀)

по формуле (13)

Δφ=2arctg(0.5[4*1+3*0.2]/9)=30⁰

Где n=4,ω=I;d=0.2;r₀=9 мм

Тогда φ_п=360⁰-30⁰=300⁰

R(φ)= 12+(1/2)(1-cosπ(φ/330))(103-12)=57.5-45.5

Для построения функциональной характеристики подсчитаем значение R(φ) для 0≤φ≤330⁰с интервалом Δφ=20⁰

φ	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240	250	260	270	280	290	300	310
R	12	12,2	12,8	13,8	15,3	17,1	19,2	21,7	24,6	27,7	31,1	34,7	38,6	42,6	46,7	51	53,3	59,7	63,9	68,2	72,4	76,4	80,2	83,9	90,4	93	95,8	98	99,1	101	102	103

Профиль эксцентрического полюсного наконечника, позволяющего реализовать заданную функциональную характеристику:

r(φ)=r₀+(L/2)[1-cosπ(φ/φ_п)]

φ	0	20	40	60	80	100	120	140	160
r(φ) мм	9,0	9,0	9,01	9,02	9,03	9,05	9,07	9,09	9,12

φ	180	200	220	240	260	280	300	320	330
r(φ) мм	9,51	9,6	9,68	9,74	9,8	9,85	9,88	9,89	9,9

Функциональная характеристика и профиль эксцентрического полюсного наконечника приведены на графиках рис.10 и рис.11

Из рис.10 видно, что функциональная характеристика представляет собой полуволну косинусоиды. Вторая ветвь получается при вращении полюсного наконечника в противоположную сторону.

Рис.5 Расчетные зависимости относительного изменения сопротивления прямоугольного магниторезистивного элемента (без учета изменения удельного сопротивления материала) от тангенса угла Холла.

Рис. 6 Конформные преобразования к расчету сопротивления V-образного резистивного элемента.

Рис. Вольт-амперные характеристики магниторезистора из антимонида индия при различных значениях магнитной индукции и зависимость (ΔR/R₀)=F(B)/

Рис.8 Вольт-амперные характеристики магниторезистора из арсенита индия при различных значениях магнитной индукции

Рис.7 Функциональные характеристики магнитоуправляемых полупроводниковых резисторов и соответствующая им конфигурация эксцентрических поворотных полюсных наконечников а-функциональная характеристика типа А; б- функциональная характеристика типа Б

Рис.9 Конструкция магниторезистивных элементов, используемых и магнитоуправляемых полупроводниковых резисторов.

Профиль полюсного наконечника