Устройство для измерения магнитных полей

Устройство для измерения магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетскик

Социалистическив

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

„„741209 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 020379 (21) 2733501/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 1506,80. Бюллетень 1 (9 22

Дата опубликования описания 20. 06. 80 (51)М, КЛ.2

G 01 R 33/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (531 УДК 621. 317 ° 44 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Брайко и Г. И. Шувалов (71 ) За яв ит ель

Институт электродинамики AH Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ

Изобретение относится к технике измерения истинного значения ЭДС Холла и предназначено для использования в магнитоизмерительной аппаратуре и устройствах автоматики, в частности для построения измерителей истинного значения магнитной индукции и бесконтактных датчиков сигналов.

Известно устройство аналогичного. назначения, которое содержит элемент

Холла, два трансформатора и потенциометр (1) .

Недостатком его является погрешность, вызванная напряжением от неэк-1с випотенциальности припайки электродов элемента Холла.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство, которое содержит элемент

Холла, источник питания, индикаторный прибор и двухгалетный автоматический переключатель, управляюв(ая цепь которого соединена с коммутационным генератором (2). 21

Автоматичвский переключатель этого устройства с целью коррекции напряжения от неэквипотенциальности поочередно подключет пары противоположных электродов элемента Холла к источнику питания и индикаторному прибору.

При этом контакты галет автоматического переключателя работают в сушественно различных условиях. Так, через контакты галеты, связанной с источником питания (далее именуемые токовыми контактами), коммутируется значительный (от сотен миллиампер до единиц ампер) ток питания элемента Холла, а через контакты другой галеты коммутируется очень малый (единицы наноампер) ток. Причем для достижения высокой точности измерения ЭДС

Холла необходима строго синхронная коммутация сдвоенных первичных контактов обеих галет автоматического переключателя. Действительно, нарушение синхронизма работы контакта (например, в результате изменения времени срабатывания токовых контактов) ведет к тому, что на вход индикаторного прибора попадают импульсы напряжения,длительность которых определяется степенью нарушения синхронизма, а амплитуда — падением напряжения на противоположных электродах элемента Холла от тока источника питания.

Значение амплитуды этих импульсов достигает единиц вольт и на несколько

741209 порядков пре вышает вели чи ну ЭДС Холла, что снижает точность результата измерения.

Указанный недостаток устройства (снижение точности в результате нарушения синхронности работы контактов, вызванного существенно различными условиями их работы) сохраняется и при замене контактов электронными ключами

Надежность контактов определяется главным образом величиной коммутируемого тока, количеством циклов работы контактов и их материалом. Поэ— тому коммутация значительного тока снижает надежность работы автоматического переключателя.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее элемент Холла с двумя парами противоположных электродов, генератор, индикаторный прибор и связанный с ними двухгалетный автоматический переключатель, введены два понижающих трансформатора, первичные обмотки которых подключены попарно-накрест к неподвижным контактам галеты, связанным с входом устройства, а вторичные обмотки — к разным парам противоположных электродов элемента Холла.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения магнитных полей. устройство содержит элемент Холла 1 с двумя парами противоположных электродов 2 — 3 и 4 — 5, источник питания 6, индикаторный прибор 7, двухгалетный автоматический переключатель 8, коммутационный генератор 9, понижающие трансформаторы 10, 11.

Устройство работает следующим образом.

Автоматический переключатель 8, управляемый коммутационным генератором 9, поочередно подключает электроды 2, 3 и 4, 5 элемента Холла 1 к индикаторному прибору 7, а первичные обмотки трансформаторов 10, 11 к источнику питания 6. При этом элемент Холла запитывается поочередно через электроды 2, 3 и 4, 5 током через вторичные обмотки трансформаторов. На основании свойства необратимости элемента Холла при одном положении автоматического переключателя его выходное напряжение состоит из суммы ЭДС Холла и напряжения от неэквипотенциальности припайки еro электродов 2, 3 и 4, 5, а при другом из их разности. Индикаторный прибор

7 регистрирует среднее значение, равное ЭДС Холла, которая пропорциональна измеряемой индукции, и че зависящее от напряжения неэквипотенциальности. Величина тока источника витания 6, коммутируемого автомати30

50

5 !

О !

25 ческим переключателем 8, в раз меньше величины тока питания элемента Холла, где n — коэффициент трансформации трансформаторов 10, 11, равный отношению количества витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. Использование понижающих трансформаторов 10, 11, у которых коэффициент трансформаций выбирается значительно меньшим единицы, позволяет резко снизить величину коммутируемоro автоматическим переключателем тока, что является наиболее эффективной мерой защиты контактов от электрической эрозии. В результате практически полностью устраняется причина нарушения синхронной работы контактов автоматического переключателя, благодаря чему повышается точность датчика

ЭДС Холла. Кроме того, уменьшение величины тока, коммутируемого через токовые контакты переключателя, позволяет повысить надежность датчика

ЭДС Холл а .

Использование новых элементов понижающих трансформаторов выгодно отличает описанное устройство от прототипа, так как практически. полностьк исключается погрешность датчика изз а несинхронной работы контактов ав— томатического переключателя. В результате повышается точность датчика, а следовательно, и класс точности аппаратуры, использующей его что устраняет необходимость разработки аппаратуры такого класса точности, который достигается благодаря использованию предлагаемого датчика.

Повышение надежности датчика позволит увеличить время наработки на отказ и улучшить эксплуатационные параметры аппаратуры, использующей предлаraeмый датчик.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитных полей, содержащее элемент Холла с двумя парами противоположных электродов, генератор, индикаторный прибор и связанный с ними двухгалетный автоматический переключатель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, в него введены два понижающих трансформатора, первичные обмотки которых подключены попарно-накрест к неподвижным контактам галеты, связанным с входом устройства, а вторичные обмотки — к разным парам противоположных электродов элемента

Холла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Г. Вайсс.Физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение. М., Энергия, 1974, с. 181.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 374974, кл . G 01 R 33/06, )972 .

741209

Составитель Л. Устинова

Редактор Т. Юрчикова Техред О.Андрейко Корректор И ° Муска

Заказ 3197/46

Тираж 1019

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4