Устройство для измерения магнитных полей

Союз СоветскикСоциапмстнческнкРеспублик ОП ИСАНИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 866516(51)М. Кл.01 й 33/06 Ъеудоротоенный комитет СССР ло делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения В. Е. ЕфремовДальневосточный ордена Трудово Красного Знамени ,:нсиитекнический институт им. В. КуйсЫШеие1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХПОЛЕЙ Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованодля прецизионных измерений постоянныхмагнитных полей,Известны устройства для измеренияЮ5магнитных полей, содержащие датчик Холла с концентраторами, магнитного поля,источник постоянного тока для питаниядатчика, усилитель выходных сигналов иизмерительный прибор 131 ОНедостатками устройства являются существенные ограничения по чувствительности и точности измерений,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измери 15тель магнитных полей, использующий принцип модуляции магнитного потока измеряемого поля, протекающего в концентраторах, дополнительным синусоидальным полем, которое создается обмоткой, намотанной на концентраторах и питаемой от специального генератора, Такая модуляция,осуществляемая с целью частотного разделения полезного сигнала и напряжения неэквипотенциальности, возможна благодаря гистерезисной характеристике материала концентраторов. На выходе датчика Холла образуется ряд гармоник, кратных частоте дополнительного поля. Причем информацию об измеряемом поле унесут только четные гармоники, одна из которых выделяется избирательным усилителем 2.Однако в известном устройстве полна- стью исключено влияние напряжения неэквипотенциальности на результаты из- . мерений. Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения магнитныхполей, содержащее датчик Холла с концентраторами магнитного поля, обмотку,. индуктивно связанную с концентраторами магнитного яоля и связанную с генераторомсннусоидального тока, при этом выходдатчика Холла через селективный усилитель соединен с измерительным прибором, снабжено вторым генератором синусоидального тока, связанным с датчиком Холла.На чертеже приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчик 1 Холлас концентраторами 2 магнитного поля5обмотку 3 и генератор 4 синусоидальноготока питания катушки, генератор 5 синусоидального тока для питания датчика 1Фселективный усилитель 6 и измерительныйприбор 7. Выход генератора 6 подключенко входу датчика 1, выход которого, всвою очередь, соединен через усилитель6 с измерительным прибором 7, Обмотка3 индуктивно связанная с концентраторами 2. Недостаток известного устройства -невысокая чувствительность магнитометра1связанная с низкой селективностью избирательного усилителя, подключена к выходу генератора 4. При этом усилитель выполнен с полосой лропускания, охватываюШей резонансную частоту между одной изчетных гармоник генератора питания катушки и частотой питания датчика Холла.Предпочтительно подбирать параметры эле-ментов так, чтобы названная разностнаячастота совпадала с центральной частотойполосы пропускания усилителя.Устройство работает следующим обра, зом.30 Формула изобретения жая частоту генератора 5 к одной из четных гармоник магнитной индукции, частоту биения данной гармоники и генератора питания датчика (т.е. упомянутую разностную частоту) можно существенно отодвинуть от мешающие помех. Эта разностная частота выделяется усилителем 6.Преследуя цель обеспечить с помощьюпредлагаемого устройства прецизионную 10 точность измерения слабых магнитных полей, разработчик аппаратуры здесь уже не связан требованиями селективности применяемых усилителей. Вместо сложных и дорогих схем прецизионных усилителей здесь можно без ущерба для точности применять более простые, но зато и более компактные и надежные схемы усилителя. Кроме того, универсальность реализованного метода, заключающаяся в удобстве выделения любой четной гармоники магнитной индукции, позволяет получать максимум магнитного усиления в концентраторах любой формы, что достигается в известном устройстве ценой больших затрат, выражающихся, главным образом, в необходимости использования прецизионного усилителя.При внесении датчика 1 в измеряемое поле концентраторы 2, выполненные из магнитомягкого материала, намагничиваются одновременно измеряемым постоян 35 ным подем и синусоицальным полем обмотки 3. В результате магнитное состояние материала концентраторов изменяется по несимметричной магнитнй петле. Переменная составляющая магнитной индуко 40 ции содержит гармоники, кратные частоте генератора 4, причем четные из них имеют амплитуду, пропорциональную измеряемому полю. Возникая в объеме сердечника концентраторов, переменная составляющая магнитной индукции пронизывает зазор сер 45 дечника, в котором расположен датчик 1 Холла. В результате балансно-амплитудной модуляции в датчике, на его выходе образуется ряд гармоник. Причем, приблиУстройство для измерения магнитныхполей, содержащее датчик Холле с концентраторами магнитного поля, обмотку,индуктивно связанную с концентраторамимагнитчого поля и связанную с генераттором синусоидального тока, при этом выход датчика Холла через селективный усилитель соединен с измерительным прибором, о т л.и ч а ю ш е е с я тем, что,с целью повышения точности измеренияоно снабжено вторым генератором синусоидального тока, связанным с датчикомХолла.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Афанасьев Ю. В. и др. Магнитометрические преобразователи, приборы,установки. Л., "Энергия", 1972,2. Авторское свидетельство СССРМ 475572, кл. С 01 й 33/02, 1975.ставитель Г. Змиевскаяехред А. Савка Корректор Л. Бокша едактор Г. Волкова Подписи нно ний -35 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 8073/69ВНИИПИ Государпо делам изобрет113035, Москва,ж 735комитета СССоткрытийРаушская наб