Устройство для измерения индукции магнитного поля

Устройство для измерения индукции магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()900229 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 07.04.80(21) 2905185/18-21 с присоединением заявки.% (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.82. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 25.01.82

{51)М. Кл.

G 01 Я 33/06

Гесударствиней квинтет

СССР пв делам кзоаретекик н отхрыткй

{5З) ДК621.317..44 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Рудой, В. И. Кушпиль и Е. П. Родионов-"Гнитченко

Ь с

1 ° сРс, Д„,", 7 Ц (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКБИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям индукции магнитных полей, например при воздействии их на биологические объекты, и может быть использовано при измерении слабых магнитных полей в дефектоскопии, при разведке полезных ископаемых, при исследовании влияния слабых магнитных полей на биологические объек- . ты.

Известно устройство, которое содерта жит элемент Холла, источник питания, подключенный к токовым электродам элемента Холла, фазочувствительные усилители и схему сравнения. Особенностью этого известного устройства является то, 1% что последнее снабжено дополнительным источником переменного тока с частотой, отличающейся от частоты основного источника в четное число раэ, соединенным

29 с другой парой электродов элемента Холла, выходы фазочувствительных усилителей подключены к узлу вычитания, а выходы — к электродам элемента Холла, 4 б

«ричем вход первого и опорный вход второго фазочувствительных усилителей подключены к одной паре электродов, а вход второго и опорный вход первого — к другой паре электродов (1 ) .

В этом устройстве, вследствие того, что фаэочувствительный усилитель не охвачен цепью отрипательной обратной связи (т.е. схемы коррекпии и выделения полезного сигнала являются разомкнутыми), погрешность фаэочувствительного усилителя присутствует в выходном сигнале в чистом виде.

Бель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная пель достигается тем, что в устройство для измерения индукпии магнитного поля, содержащее датчик Холла, два фазочувствитепьных усилителя и блок сравнения, дополнительно введены второй блок сравнения, две пары регулируемых элементов, каждый из которых подключен к одному из холловскнх и смежному с ним токовому электродам; управ900229 к ям ер о1 к я. ляемые входы регулируеьь1х элементов соедккек1к с выходамк фазочувствительных усклктелей, крк ятом входы последних соедкпопь1 соответственно с выходами олоков сравнения, ьходы которых подключепы к соответствуютцей паре регулируемых элементов.

На 1ертеже «редставле11а принципиальная схема -,,-с 1 Оойстьа.

Устройство содержит датчик 1 Холла, 30 представленный в виде эквивалентной злектркческой схемы с резисторами 2 и согдккенкымк в виде моста, источник

4 литания переменного тока, подключенный к токовым электродам 5 датчика 1

Холле., фазочувствктельные усилители 6

H 7, блок 8 сравнения,. BbIxoII EDTOpol o

IIogIUIIoHcH ко входу фазочувствктельного усилителя 6. Устройство содержит также две пары регулируемых элементов 9 к

10, каждый кз которых подключен к одному кз колдовских и смежному с ним токовому электродам, а управляемые входы рсгулкруемых элементов соединены с

BbI OP III It183O 1УBCTB1iTOJIb IbIX УCHJIH 1 eIIBA

6 к 7, докол1к1тел1-пый блок 11 сравнения, выход которого соединен с фазочувствктельным усилителем 7. Входы блока 8 сравке11кя к дополнительного блока 1 1 срав;-1е1;:.;я подкл1очекы к парам регулируе- 3О

a i :;..eI1 oI-. :.i к 10.

Кроме —.о:o,, фазо увствктельный усилитель состоит кз переменного резистоpQ 1c, гостояккого резистора 13, транзистора 1 —, с,1— - p-д переходом, усилителя

15, в цепь обратной связи которого вклто чен кондепсатор 16. Блоки 8 к 11 сравксккя содержат два трансформатора 17 и

18, перв11чные обмотки которых являются входамк блоков 8 и 11 сравнения и включены встре п1о, вторичные обмотки являются выходом устройства. Регулируемые элементы представляют собой полевые транзисторы. управляемым входом которых служкт затвор.

Устройство работает следующим образом.

14àïÃÿæåêêå От источника питания по ступает на — îêîâûå электроды датчика 1

Хо;ле, который помещен в измеряемое магнитка а поле. Кроме ЭДС Холла, пропорц1:о11ат ькой значению индукции магнитного пол, Йа холловсккх электродах датчкка 1 Холла присутствует напряжение незквкт1отенцкальностк частотой, представля1а1цс и гобой аддктквную погрешность ф

На входы блоков 8 и 11 сравнения поступают напряжения, снимаемые с участков датчика 1 Холла, представленных эквивалентными сопротивлениями резисторов 2 и 3. В результате на выходе блоков 8 и 11 сравнения формируется сигнал разбаланса. Этот сигнал поступает на вход фазочувствительных усилителей

6 и 7, выходное напряженке которых пропорционально разности напряжений, с частотой тока питания, пос,"тупающей на входы блоков 8 и 11 сравнения, и не зависит от значенйя ЭДС Холла, возникающей на холловских электродах при расположении датчика 1 Холла в измеряемом магнитном поле, Напряжение с выхо» да фазочувствительных усилителей 6 и 7 поступает на управляемые входы регулируемых элементов.9 и 10. Регулирование идет до тех пор, пока сигнал с выхода фазочувствительного усилителя 6 или

7 не станет равным нулю. Это значит, что напряженкя на участках датчика 1

Холла, представленных эквивалентными сопротивлениями резистора 2, равны между собой. Так как регулирование происходит на основании сравнения напряже- ний с частотой тока питания, то напряже ние неэквипотенциальности обращается в нуль, а ЭДС Холла остается без изменений. Степень корректировки напряжения неэквипотенциальности зависит от значения напряжения, подаваемого на управляемые входы регулируемых элементов, т.е. происходит коррекция напряжения неэкви» потенциальности IIO мере того, как оно возникает. Таким образом, эта коррекция возникает по принципу отрицательной обратной связи. В случае изменения параметров фазочувствительного усилителя возрастание погрешности измерения не происходит, так как фазочувствитепьный усилитель охвачен цепью отрицательной обратной связи.

Изобретение позволяет повысить точность измерения на 5-7%. Это в свою очередь позволяет обеспечить измерение слабых магнитных полей, которое раньше измерялось с помощью магнитных концентраторов, различных экранирующих устройств, окружающих генераторы. Таким образом, можно значительно повысить точность измерения магнитных полей прк упрощении аппаратурной реализации, за счет изъятия концентраторов, кожухов, экранов и т.д. формула изобретения

Устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее датчик Хол9002 ла, два фазочувствительных усилителя и блок сравнения, о т л и ч а ю ш е е с st тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него дополнительно введены второй блок сравнения, две пары регулируемых элементов, каждый из которых подключен к одному из холловских и смежному с ним токовому электродам; управляемые входы регулируемых элементов соединены с выходами фазочувстви-, 29 6 тельных усилителей, при этом входы последних соединены соответственно с выходами блоков сравнения, входы которых подключены к соответствующей паре ре

:гулируемых элементов.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР % 300108, кл. GO1R 33/06, 1971.

Составитель Е. Данилина

Редактор Н. Бобкова Техред Т.Маточка Корректор.Н. Степ

Заказ 12176/63 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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