Устройство для измерения напряженности магнитного поля

Устройство для измерения напряженности магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU.„,1206736 (5g ф G 01 R 33/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, (21) 3701259/24-21 (22) 10.02.84 (46) 23.01.86. Вюл. 1Ô 3 (7 1) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) В.П.Карапыш и В.К.Новиков (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 530290, кл. G 01 R 33/06, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 834631, кл. С 01 R 33/06, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее стабилизатор тока, подключенный к входу датчика Холла, по,тенциальный,выход которого включен между входом первого операционного усилителя н выходом стабилизатора тока,связанного с общей шиной и регистратор, включенный на выходе первого

s í операционного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные катушка поля, второй усилитель, фазовращатель, формирователь импульсов и первый элемент И, а также последовательно соединенные нуль-орган, элемент

НЕ;- второй элемент И, реверсивный счетчик и преобразователь код-напря-. жение, при этом нуль-органа соединен с входом регистратора,а выход — с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетФ чика, выход преобразователя код-напряжение соединен с вторым входом первого операционного усилителя, а второй вход второго элемента И— с первым входом первого элемента И. g

1206736

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения напряженности магнитного поля в.локальных областях пространства.

Цель изобретения — повышение точности измерения напряженности магнитного поля за счет устранения погрешностей, связанных с возникновением напряжения неэквипотенциальности датчика Холла и дрейформ нуля операционного усилителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит датчик 1 Холла, подключенный к стабилизатору 2 тока. Потенциальный выход датчика 1

Холла подключен к одному из входов операционного усилителя 3, другой выход — к общей точке стабилизатора

2 тока. Выход операционного усилителя 3 соединен с регистратором 4. Катушка 5 поля установлена в месте измерения напряженности магнитного поля, причем так, чтобы ее ориента.— ция совпадала с ориентацией датчика 1 Холла по отношению к измеряемому магнитному полю, и через последовательно соединенные. усилитель 6, фазовращатель 7 и формирователь 8 подключена к первым входам второго и первого элементов И 9 и 10. Вторые входы элемента И 10 через нуль-орган

11, а элемента И 9 через элемент

НЕ 12 и через нуль-орган 11 подключены к выходу операционного усилителя 3. Реверсивный счетчик 13 своими входами подключен к соответс1 вующим выходам элементов И 9 и 10, а выходом через преобразователь 14 код-напряжение — к одному из входов операционного усилителя 3.

Устройство работает следующим образом.

Стабилизатор 2 тока служит для питания датчика 1 Холла. Цепь, состоящая из катушки 5 поля, усилителя

6, фазовращателя 7 и формирователя

8, при воздействии внешнего магнитного поля формирует короткие стробирующие импульсы, соответствующие моментам времени (t .+ nT), где t — момент врембни считывао ния у

n — Оэ 1, 2э ° ° ° э

T — период намагничивающего сигнала.

Усилитель 6 должен иметь достаточно большой коэффициент усиления, необходимый для усиления слабых сигналов поступающих с катушки 5 поля. После усилителя 6 сигнал поступает на регулируемый фазовращатель 7, с помощью которого обеспечивается сдвиг фазы сигнала с усилителя 6 относительно фазы сигнала напряженности магнитного поля. Этим достигается возможность измерения мгновенных значений напряженности H(t) в любой точке периода, так как импульс считывания, формируемый формирователем 8 в моменты времени (t + nT), однозначно связан со значением указанного сдвига фаз.

Короткие строб-импульсы с выхода формирователя 8 поступают одновременно на один из входов элементов

И 9 и 10. Цепочка, состоящая из элемента НЕ 12 и элементов И 9 и 10, реверсивного счетчика 13 и преобразователя 14 код-напряжение формирует либо увеличивающееся, либо уменьшающееся напряжение, закон изменения которого показан на фиг.2, которое подается на второй вход операционного -.усилителя 3, причем управление этим сигналом фактически осуществляется нуль-органом 11. Последний реагирует только на переход через ноль какого-либо сигнала, причем на работу нуль-органа 11 не оказывает влияние тот факт, что на его вход воздействует переменная величина какого-либо сигнала, либо совокупность каких-либо переменных и постоянных составляющих сигнала.

Нуль-орган 11 на выходе имеет логическую единицу, если совокупный сигнал воздействующий на его вход, больше нуля. Если же входной сигнал равен нуЛю или отрицательный,то на выходе нуль-органа 11 низкий потенциал,соответствующий логическому нулю.Это приведет к тому,что увеличение напряжения с выхода преобразователя

14 код-напряжение прекращается. Напряжение на выходе операционного усилителя 3 в моменты считывания (t + nT) равно: о

Обозначим U =- U9 + +Ц„Ф U (2) нэ пкк, где П, (t,+ пТ) — напряжение на выходе операционного уси1206736

U — постоянная сосХ тавляющая выходного напряжения. лителя 3 в моkH(to+ nT) 10 (4) H(t + nT)

U (5) Ппкн код-напряжение;

V4,» я

>Аеа

Составитель М.Клыкова

Редактор А.Шандор Техред З.Палий КорректорЛ.Патай

Заказ 198 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Paymcxas наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мент времени; переменная составляющая выходного напряжения, пропорциональная напряженности магнитного поля; коэффициент пропорциональности;напряжение дрейфа нуля операционного усилителя 3; напряжение неэквипотенциальности датчика

1 Холла; напряжение на выходе преобразователя 14

Подставив выражение (2) в выражен ие (l ) получим

Ц „(1 Т)= kH(< Т1+U< (3) Если обеспечить в выражении (3) в моменты времени считывания (t +

+ nT) равенство

U „(t +nT) = О, то из выражения (3) следует, что

Т.е. если выполняется условие (4), то искомая величина Н(tp + nT) пропорциональна постоянной составляющей выходного напряжения операционнного усилителя 3.