Устройство для измерения магнитных полей

(22) Заявлено 2113778 (21) 2647152/18-21с присоединеиием заявки йо(51)М. Кл. 6 01 В 33/06 Госуаарствеиный комитет СССР ло лелам иаооретеиий и открытий(72) Автор изобретения Е.П. Фоменко Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, В,В, Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХПОЛЕЙ Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано для прецизионного измерения слабых магнитных полей в широком диапазоне частот. 5Известны устройства для измерения магнитных полей, содержащие один или ,несколько (по числу каналов измерения) датчиков Холла и питающий их генератор стабилизированного тока, а также аналогичное количество операционных усилителей с дифференциальны-. ми входами, имеющих цепи регулировки усиления и баланса и подключенных, каждый .к выходу соответствующего 15 датчика, образуя с ним тем самым измерительный канал (1) . Однако из-за значительной величины соотношения сигнал-шум они мало пригодны для регистрации слабых магнитных полей.Известен также измеритель магнитных полей, использующий для лучшего соотношения сигнал-шум принцип накопления сигнала и содержащий датчйк Холла, генератор его питания и накопитель 12). При этом роль последнего в таком устройстве играют перемножитель (выходного сигнала датчика на 30 сигнал генератора питания) и подключаемый к его выходу интегратор.Однако в данном устройстве одновременно с накоплением сигнала происходит по меньшей мере удвоение содержащейся в нем ошибки из-эа нестабильности выходного напряжения генератора питания. В итоге из-за преобразования Флуктуаций генератора в погрешность сигнала датчика на выходе интегратора имеется значительная систематическая погрешность с квадратичной зависимостью от амплитудной флуктуации сигнала генератора питания. Это существенно ограничивает чувствительность и точность измерения магнитных полей.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения магнитных полей, содержащее датчик Холла, токовые электроды которого связаны с выходом генератора питаният и интегратор, снабжено делительным блоком, вход делителя которого свя" зан с выходом генератора, вход делимого - с холловскими электродами, а выход подключен ко входу интегратора.М "ф-"ф"Ь Ффй752208 Формула изобретения ставитель М. Клыковхред М.Кузьма Корректор игор Тимохин акт Заказ 47 Тираж 1019 дарственного комите изобретений и откры ква, Ж, Раушская Подписноа СССРийнаб., д. 4/ ИИПИ Го по дела 3035( М"Патент", г. Ужгород, ул. Проектна иал На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.Устройство содержит датчик 1 Холла, холловские электроды 2 которогосвязаны со входом делителя 3 блока,а токовые электроды 4 - с выходомгенератора 5 питания и со входом5делителя 3 блока, выход которого подключен ко входу интегратора б,Устройство работает следующим образом.В процессе работы датчика Холлавеличина контролируемого магнитногополя перемножается датчиком (перваяоперация над сигналом) с сигналомпитания от генератора 5, формируя выходной сигнал на холловских электродах 2. Впроцессе этого амплитудавыходного сигнала датчика претерпевает искажения, прямо пропорциональные .флуктуациям амплитуды сигнала генератора 5, Во второй операции (операции деления). флуктуации генератора5 фигурируют в обратной степени поотношению к аналогичным флуктуациямна выходе датчика 1, благодаря чемупрямо пропорционально участвующие вэтой второй операции одинаковые значения в числителе и в знаменателе,равные текущему значению флуктуациивыходного сигнала генератора, взаимно уничтожаются, т.е, флуктуации генератора уже никак не проявляютсяв выходном сигнале блока 3 (тогдакак в выходном сигнале перемножителя в известном устройстве они проявлялись в квадратичном размере).В то же время в осуществляемой 35здесь операции деления сигнала датчика 1 на сигнал генератора 5 сохраняются такие же соотношения и роль знаковтекущих значений этих сигналов, каки при операции умножения в известном 4 Оустройстве, что по тому же принципуобеспечивает отделение полезногосигнала (т.е. слабого по отношениюк шумам сигнала с холловских электродов 2, имеющего частоту генератора5 и модулированного временной функцией контролируемого поля) от зате"някнаих его шумов в сигнале датчика 1 - накоплением с помощью интеграто- ра б пульсирующей в одну сторону относительно нуля составляющей сигнала блока 3 (она имеет удвоенную частоту генератора 5).В итоге, выходной сигнал интегратора б представляет собой непосредственно временную функцию контролируемого поля, как и в известном устройстве, но,в отличие от последнего к данному выходу здесь не примешивается сильный максирующий сигнал от однонаправленного двойного взаимодействия флуктуаций , генератора с постоянной составляющей поля, Эти два взаимодействия здесь равнонаправленны, благодаря чему они взаимно уничтожаются.Таким образом, предложенное устройство по сравнению с известным обеспечивает большую чувствительность и точность измерений при одновременном упрощении генератора питания датчика,Устройство для измерения магнитных полей, содержащее датчик Холла,токовые электроды которого связаныс выходом генератора питания, и интегратор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, оноснабжено делительным блоком, входделителя которого связан с выходомгенератора, вход делимого - с холловскими электродами, а выход подключен ко входу интегратора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9463934, С 01 К 33/Об, 1975.2, Мизюк Л.Я. Входные преобразователи для измерения напряженностинизкочастотных магнитных полей, Киев,