Устройство для измерения эдс холла

(51) Ц Кл6 01 К 33/06 с присоединением заявкиГосударственный комитет СССР по делам изооретени и открытий(23) Приоритет(43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень161(45) Дата опубликования описания 30.04.79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭДС ХОЛЛА Изобретение относится к технике измерения истинного значения ЭДС Холла и предназначено для использования в магнитоизмеритсльной аппаратуре, в частности для построения измерителей истинно го значения мапштной индукции.Известен измеритель, содержащий элемент Холла с двумя парами противоположных электродов, автоматический переключатель электродов, источник питания, де литель (умножитель) частоты, синхронный детектор и индикаторный прибор 1).Благодаря использованию в нем коммутации переключателя электродов с частотой, в четное число раз превышающей ча стоту тока питания датчика Холла, и синхронного относительно тока питания детектирования выходного сигнала переключателя удастся исключить как влияние напряжения неэквипотенциальности на результа ты измерения, так и устранить частично погрешность, обусловленную остаточными параметрами переключателя, наводками частоты управляющего сигнала переключателя и коммутационными всплесками. 25Однако резкое отличие условий работы токовых к;мочей, соединяющих элемент Холла с источником питания, и холловских ключей, соединяющих элемент Холла с синхронным детектором (одни предназначены ЗО для коммутации токов порядка сотен мпллпампер, а другие - для передачи слабых сигналов, не превышающих десятков мплливольт), приводит к несинхронной работе этих ключей. Это вызывает коммутационные всплески, влияние которых на результат измерения, как правило, не может быть полностью устранено из-за невозможности подбора пар ключей элементов с абсолютно одинаковым временем включения и выключения. И поскольку автоматический переключатель должен содержать по две пары ключевых элементов, отдельно в токовой и холловской цепях датчика, достижение синхронизма в их работе является довольно трудной задачей. К тому же решение этой задачи непосредственно связано с получением управляющего воздействия на ключевые элементы с одинаковой и минимальной длительностью переднего н заднего фронтов прп индуктивной или емкостной нагрузке, что тоже сопряжено с серьсзнымп трудностями.К одним из наиболее существенных проявлений асинхронизма в отключении токовой и подключении холловской цепей к любой паре электродов следует отнести наличие значительных выбросов в выходном сигнале датчика Холла. Они представляют собой падение напряжения на сопротивленииг10 120 26 30 36 40 5 50 г; 60 Д 1 Г 1 ИКЕ)Т 1 КЯ 3 и 1 ЯПП 51, ПРГк 3 Юц)Г 1- рсз дат шк в течение вре:)сцп запяздывапп 5. 11 рпп 1 па)1 п пслсдпсГО 110)кс Оыьсобственное время задержки в опслючснпитоковых к,ючсй, Врсменныс и фазовысСДВИГИ ЪС 5 КДГ ПРЕ 1 В,15110 ЩИХ СИГЦЯ;1 ЯМИКОВОЙ и холсовесОЙ ко 31 т 1 ссОппьх ЕспсЙ, р 1 зпе)51 кр) тпзпя пх фр 1 г 13.Изцсстпь) 3 срОЙстц 1 дл 51 пзмсрсш 151 ЭДСХолла, и которых применено поочередноепп 11 ппс де)тспке Холла и.1 пул 1 сами токЯчерез обе пары электродов ояягодаря исПОЛЬЗВЯЦП 10 13 ДВУХ Т)КОВЬ 1 Х 1(СП 51 Х;СЯ Г 1 ИК 3пс) пр;В,1 ясмых дподпьх клк)си,;3 з ЯкжссуцсссВ)Спо бсск)мсгс)пц)пс г:мп 1)В 51 ППС 13 ЬЕХОДН 11 Х СИГПЯЛ 13 ДЯ 1 П 1 КЕ С ПОМОпсью дв) х Вьсптяк)п 1 пх устройст 13 и гъ 13 тора 2.11 даппс рсшсцпс Окя:3 ывястся Труднореализуемым практически, и связано это скосПснсасеи с требсмОЙточностью больших по сравцецио с полезным сигналом падений напряжения па сопротивлениях датчика между электродамии посредством компенсирующих обмоток ипеременных резисторов, с нсидептичностьювольт-амперных, температурных, время-коммутационных характсристик существующих диодов, обуславливающих ссрьсзнысамдитпвцыс и мультипликационньс погрсшностп, и со сложностью изготовленияпдсптпчпых стабильных трансформаторных13 Ь 1 ИТ 2 ОЦПХ КЯСКЯДОВ С 31 ПЦПМЯ;1 ЬПЬ МИ ЕМкоспсымп и 1)запмоиндуктивпымп связямимежду обмотками.Цель изобретения - - повышение точности и:33 срспия.Цель достигается тем, что В изме 1:итель,содержащий последовательно соединенныетрансформатор с двумя вторичными обмотками, датчик Холла, автоматический переключатель, синхронный детектор и индикатор, я также делитель частоты, подключенный к второму Входу синхронного детекто.ра, и дс)я диода, 1,я)кдыЙ и:3 которь 1 х Вклюсп )с)кд СОО 3 стств юпссЙ Втори 1 цоймткой трансформатора и парой противоположных электродов датипа Холла, дополнительно введены последовательно сосдинснныс прерыватель и блок согласования, Выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, а вход прсрывателя -- к выходу делителя частоты.На фиг. 1 представлена схе:512 предлагаемого измерителя ЭДС Холла; па фиг, 2 -график токов и напряжений измерителей.Измеритель содержит датчик Холла 1 сдвумя парами противоположных электродов 2, 3 и 4, 5, источник 6 питания, делитель 7 частоты, прерыватель 8, блок 9 согласования, трансформатор 10 с двумя вторичными обмотками, диоды 11 и 12, переключатель 13 холловскпх электродов, синхронный детектор 14 и индикатореый прибор 15, Ф о ру л я изобретения Устройство для измерения ЭДС Холла, содержащее последовательно соединенные трансформатор с двумя вторичными обмотками, датчик Хлла, автоматический переУ)1 ойг 3) 3" 3,1 , 1 П 13)б( Датчик Холла 1 поочередно запитывается через пары противоположных электродов 2, 3 и 4, 5 импульсами тока (см. фиг.2, д, е), частоа следования которых, в простейшем случас, в два раза мспьшс часто- Т 1 С 1 Г 1 Ял 2 ПСЕ) Ч П 1 ЕК ЯПИ 1 Е Е 1151 (С.1. фпг. 2, б). Это достигается формированием посредством прсрыс;атсля 8, управляемого от делителя 7 часто ы с коэффициентом деления два, и: псрцоди сског непрерывного ГИ 1 ЦЕ 3 ЛЕ 1 ПГ 1 ЦИКЯПРСРд 13 ИГ) 010 СЦГЦЯ:12 (гм. (шг. 2, 1, ктрый, посс пЯя срез 6,1 к ,) г)г 323335 и тряюф 1 матор 1 ц ткси цспп ка.кдй пары )лсктродов д 31 Ика Г)л.12, ПРсцРЯпсастг 51 В ОДпополЯР- пьс цмпул 1 сь 1 бля 1 дер 51 е)кл 101 ш 1 ньч послсдоватслыц) с датчиком диодам 11 и 12.110 лярпость импульсов тока через ка)кдую пару электродов выбирается путем соответствующего вклоченпя диодов такой, чтобы при действии мапситной индукции на датчик Холла полярность ЭДС Холла с обеих пар холловских электродов была одинакова (см. фиг, 2, ж). Тогда частота переменной составляющей полезного сигнала на выходс переключателя 13 холловских электродов, управляемого от исто цсика б питания, совпадает с частотой коммутации прерыватсля 8, а частота напря)кения псэквппотенциальности вследствие свойства необратимости датчика определяется частотой пст)яника 6 питания, Дальнейшее синхронное относительно сигнала делителя 7 частоты детектирование Выходцого напряжения пс.рсключатсля 13 позволяет получить показания индикатора 15, нс зависимые от паразитцых сигналов - напряжения неэквппотенциальности и остаточных сигналов переключателя 13 холловских электродов.Использование новых элементов - прерывателя и блока согласования, выгодно отличает предлагаемый измеритель ЭДС Холл (1 0 Г изВс стцых, поскольку уменьшаются как составляющие погрецности, обусловлсцпыс коммутационными всплесками, вызванными несинхронной работой пар кеиочей и остаточными параметрами токовых ключей, так и погрешности, связанныс с компенсацией больших паразитных сигналов, а также исключается необходимость в тсцатслып)м подборе идентичных пар ключей. В результате будет повышена точность измерения истинного значения ЭДС Холла прп значительном упрощении настройки устройства,аказ 689/17 Изд.297НПО Государственного комитета113035, Москва, Ж Тираж 1089 Подписиоделам пзобрстешш и открытийская яаб., д. 4/5 пография. пр. Сапуно клочатсль, синхронный детектор и индикатор, а также делитель частоты, подключенный к второму входу синхронного детектора. и два диода, каждый из которых включен между соответствующей вторичной обмоткой трансформатора и парой противоположньгх электродов датчика Холла, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повыгнения точности измерения, дополнительно введены последовательно соединенные прерыпател и блок согласования, выход которого подкгночсн к первичной обмотке трансформатора, а вход прерывателя - к выходу делителя частоты.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР441534, кл. Ст 01 Й 33/06, 1972.2. Лвторскос свидетельство СССР 10464876, кл. 6 01 Е ЗЗ/06, 1973.