Способ измерения сильных магнитных полей

Союз Севетскнк Сфцреааистюнкинк Расеубетк(е 1) До (22) За с присо полиительное к авт, свид-вуявлено 171078 (2 т)2673073/18-21 единением заявки Ие 01 В аарстзеекмй кек СССР юмам кзебретек к еткрмтвй(23) Пр тет публиковано За 08,81. Бюялетень ИВ 32ата опубликования описания 300881СОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЬНЫХ ПОЛЕЙякщего Изобретение относится к магнитным измерениям, а более конкретно к маг нитоиэмерительным устройствам, ис.пользующим в качестве первичного 5 преобразователя гальваномагнитныедатчики.Иэ известных способов измерения сильных магнитных полей датчиком Холла наиболее близким по технической т ,сущности к предлагаемому является спосбб, основанный на методе взаимной коррекции, в котором воздействуют на. выходной сигнал датчика (шунтируют выходное сопротивление датчика сойротивлением участка сток-исток поле-вбго транзистора), а величину корректирующего воздействия определяют путем сравнения заданной ЭДС и ЭДС иа внкоде амплитудного детектора, имеющего квадратичную характеристику ЩИзвестный способ имеет недостаточную точность измерения.Цель изобретения - повиаение точностиизмерений.Поставленная цель достигается что в способе измерения сильных нитных полей путем воздействия иа Фавсодиой сигнал модулируют амялитуду выходного сигнала, выделяют одну его составляющую с частотой управл тока, а другую - с комбинационной частотой модуляций выходного сигнала и управляющего тока, и по сигналам, пропорциональным разности ЭДС полуенных составляющих регулируют велиину управляющего тока.На фиг. 1 изобрааен выходной сигнал датчика; на фиг. 2 - функциональная схема устройства, реализующего способ.Реализация способа включает следующие предварительные операции.Нодключают токовые выводы датчика к источнику переменного тока Х с частотой ю л компенсируют остаточное напряжение датчика Ю е и,затем по-. мещают датчик в зарайее известное слабое магнитное поЛе В.Иодулируют выходной сигнал датчика йо амплитуде с постоянной частотой ът., например, путем периодического замакания и размыкания меяду собой холловских выводов (в случае магяиторезистора его два вывода такие замйкаются мезду собой). необходимо отметить, что и рЕэультате модуляции васодной сигнал датчика представляет собой четкую функцию, имеющую перемвнттув и постоянную составляющие (Фиг, 1).Выделяют ЭДС с комбинационной частотой а + й и ЭДС с частотой Ю с помощью фазочувствительных усилителей, настроенных на частоты (ю и Е + Я. соответственно.Устанавливают коэффициенты усиления К 1 и Кс упомянутых усилителей таким образом, чтобы на входе сравниванхцего устройства ЭДС с частотами Ф и Ю +.р. были равны.Основные операции способа следующие.Помещают датчик в измеряемое сильное магнитное поле 8. По результату разности ЭДС с частотами О 1 + Я. и М), получаемому на выходе сравнивающего устройства, определяют величину корректирующего воздействия.Корректируют коэффициент преобразования датчика по величине. полученного выше напряжения коррекции путем регулирования величины управляющего 20 тока 1, протекающего через датчик, например, путем изменения величины сопротивления управляемого аттенюатора, включенного в цепь между генератором тока с частотой В и датчиком,Устройство содержит датчик Холла 1 с токовыми выводами 2 и холловскими выводами: 3, генератор 4 тока с частотой Ю , подключенный к токовым выводам 2 через управляемый аттенюатор 1 О 5, контакт б, управляемый генератором 4 тока, к холловским выводам 3 подключен фазочувствительный избирательный , тракт 7, настроенный на частоту щ и регистрирующий прибор 8, к холловским выводам 3 также подключены фазочувствительный избирательный тракт 9, настроенный на частоту 2 Ю, к выходу упомянутых трактов 7 й 9 подсоединено сравнивающее устройство 10, выход которого соединен с управляемым40 аттенюатором 5.Устройство работает следующим образом.При помещении датчика Холла 1 виэмеряемое магнитное поле В, в котором коэффициент преобраэования датчика 1 постоянен, на хойловских выводах 3 возникает ЭДС, а так какконтакт б, упРавляемый от генератоРа О4 тока периодически замыкает и разьаикает холловские выводы 3, то выходной сигнал датчика модулируется по амплитуде, в результате которой на.выходе датчика Холла 1 возникают две ЭДС; с комбинационной частотой 2 Ю Б частоты модулируюЬегб воздействия ии частоты в управляющего тока В .Выходные напряжения О ю и Ющ соответственно выделяются и усиливаются фаэочувствительными избирательными .трактами 7 и 9, коэффициенты усиле.иия которых выбраны таким образом, что усиленные Оа и Ццщбыяи равны : между собой на Входе сравнквакицго устройства 10. В случае измерения д сильного магнитного поля В .коэффициент преобразования датчика 1 изменяется, а сама характеристика преобразования датчика становится нелинейной, в связи с этим нарушается условие равенства напряжений Ов и 02на входе сравнивающего устройства 10, поэтому на выходе сравнивающего устройства 10 появляется выходное напряжение, которое изменяет величину сопротивления управления аттенюатора 5, посредством .которого регулируют величину управляющего тока датчи- . ка .1, до восстановлений первоначального значения коэффициента преобразования датчика 1, при котором характеристика преобразования датчика линейна.Технический эффект предлагаемого устройства заключается в повиаенииметрологических характеристик магнитометров с.гальваномагнитными датчиками за счет линеаризации амплитудной характеристики преобразованияблагодаря стабилизации коэффициентапреобразования датчика, одновременнообеспечивается и стабилизация другихпараметров,Кроме того, использование для стабилизации коэффициента преобразования датчика .результата разности ЭДСс .комбинационной частотой (Ю +й иЭДС с частотой со управляющего тока,.нолучаеьих в результате модуляции,позволяет использовать результат разности для регупирования величины управляющего тока, создает возможностьохватить обратной связью и сам первичный преобразователь, что способствует повьыению точности устройств.реализующих предлагаемый способ. Благодаря тому, что регулирование величины управлякщего .тока производитсяв широком диапазоне, можно существенно .расширить и динамический диапазон измерений особенно в сторону сильных .магнитных полей.Формула изобретенияСпособ. измерения сильных магнитных полей путем воздействия на выходной сигнал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью повьзнения точностиизмерений, модулируют амплитуду выходного сигнала,; выделяют одну его составляющую с частотой удраляющего тока, а.другую - с комбинационной. частотой модуляции выходного .сигналаи управляющего тока, и по сигналам, пропорциональным разности ЭДС, полученных составлякщих. регулируют величину управляющего токаисточники информации,принятые во:внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ю 324146,.кл. 6 01 й 33/02, 1977.Составитель М. Елвков ва Техреда. РейвесЕо Мю ти 732:.:Щрефктвая 4/.5е ее е а ев ве е е Ф П раи10 ИИПИ ГОСЗЩЩственногоно делеза .иаобратений11 ЗОЗ 5, Москва, 3-35, РаУзвсЬющЮВЮМюввПП фПатентф, г. ЗЪФФРОЮг. Ун рректор Г. Рещетяик Ю Ю Ф Ю Ю Ю т юю юЮнисное