Устройство для температурной компенсации датчиков холла

Сфэз Советских Социалистическими РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ и 1873171,6 01 Р 33/Об Государственный комитет СССР по деаам изобретений и открытий(088. 8) 54) УСТРОЙСТВО ДОЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА ся к магнитоможет быть ения слабык ком иапазон регистрирующий прибор, два оптрона, подключенные к выходу второго усилителя, и два резистора, причем первый резистор соединен со входом второго усилителя, выход одного иэ оптронов через второй резистор подключен к выходу первого усилителя, выход вто- рогО оптрона связан с цепью компенсации напряжения разбаланса датчика 23К йедостаткам укаэанного устройст;ва относится большая погрешность из,мерения устройством индукции, которая :описывается формулой тчикамизоватьсягнитныхся темобычноХолла,рирующеевк)по-.Кепи. ЫВК Ъй Р,Вт ко йств,явть коменения е разлиотивления 20остаточналичие габариты где йтемрапо техническо тройство для ии датчиков к Холла, ген и напряжения два усилител Изобретение относитизмерительной технике ииспользовано для измермагнитных полей в широ дтемператур..Известны устройства с даХолла, которые могут испольдля измерения постоянных маполей в условиях изменяющейпературы. Такие устройствасодержат генератор датчикусилитель ЭДС Холла, регистустройство итермореэисторычаемые в выходную и входнуюдатчика 1,Недостатками таких устроляется недостаточная точносненсации температурного измвыходного сигнала вследствичня законов изменения сопртермореэисторов ЭДС Холла иного напряжения датчика, атермореэисторов увеличиваетизмерительного зонда.Наиболее близкимсущности является успературной компенсацла, содержащее датчитор, цепь компенсациразбаланса датчика, - погрешность измерения индукции магнитного полят - погрешность, вносимаяэлектронной схемой компен- сации температурного изменения чувствительностит погрешность, вносимая электронной схемой компенсации температурного изменения напряжения разбаланса датчика;ЬОц - величина напряжения температурного раэбаланса датчикау9 - величина магнитной индукции;3 - чувствительность датчикапри начальном температуре;К 0 - коэффициент усиления первого усилителя при начальной температуре;К - коэффициент усиления притемпературе отличной отначальной.Кроме того, в слабых магнитных поляхвеличина может быть больше 1,дцок1 И; К 0тогда погрешность измерения всего 15устройства будет определяться в основном слагаемь 1 м, содержащимт.е,погрешностью, вносимой электроннойсхемой Компенсации температурногоизменения напряжения раэбаланса дат- Щчика. Одним из элементов этой схемыявляется оптрон, связанный с цельюкомпенсации напряжения разбаланса,передаточная характеристика которогонелинейна. Это обстоятельство, а таклже сильная зависимость передаточнойхарактеристики оптрона от измененийокружающей температуры приводят кзначительной погрешности устройствав целом,Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в,устройство для темпера турной компенсации датчика. Холла,содержащее генератор, два усилителя,оптрон, подключенный к первому входупервого усилителя непосредственно,а.к выходу его и ко входу регистрирующего прибора - через резистор,дополнительно введены выпрямитель, 40входом подключенный к выходу второгоусилителя, а выходом - ко входуоптрона, трехобмоточный и двухобмоточный трансформаторы, первичная обмотка последнего подключена параллельно. генератору и через первичную обмотку трехобмо-пчного трансформатора - во входную цепь датчика Холла, выходнаяцепь которого через первую вторичную обмотку трехобмоточного трансфорМатора и вторичную обмотку двухобмоточного трансформатора связанасо вторым входом первого усилителя,авторая вторичная обмотка трехобмоточного трансформатора связана со вхо- Рдом второго усилителя.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для температурной компенсации датчиков Холла содержит дат- и)чик 1 Холла, генератор 2 переменного напряжения, регистрирующий прибор 3, усилитель 4 ЭДС Холла, резистор 5, оптрон б, вход которого через выпрямитель 7 подключен к выхо- у цу вспомогательного усилителя 8, трехобмоточный трансформатор 9 и двухобмоточный трансформатор 1 О.Первичная обмотка 11 трансформатора 9 подключает входную цепь датчика Холла к генератору 2, вторичная обмотка 12. трансформатора 9 подключена ко входу усилителя 8, вторичная обмотка 13 трансформатора 9 последовательно со вторичной обмоткой 14 трансформатора 10 подключают. выходную цепь датчика 1 Холла ко входу усилителя 4.Работа устройства происходит следующим образом. При начальной температуре (Т 0) датчика 1 и номинальном напряжении (00) генератора 2, падение напряжения на первичной обмотке 11 трансформируется на вход усилителя 8, выпрямленное выходное напряжение которого устанавливается таким образом, чтобы рабочая точка оптрона б находилась на линейном участке передаточной характеристики. Найряжение на обмотке 13 складывается с напряжением разбаланса датчика 1 и вычитается из напряжения, возникающего на обмотке 14 таким образом, чтобы выполнилось равенство0 + ц - ц = О (2)где О - напряжение разбаланса датчика при температуре Т,О - напряжение на обмотке 13;04 - напряжение на обмотке 14.При изменении температуры напряжение разбаланса О изменится на величинудо:0.(,1-х ).с, ьт (Чгде дТ - величина отклонения температуры от То;Аср - среднее значение температурного коэффициентасопротивлениямиХ - коэффициент, определяемый неоднородностью полупроводникового материала.Напряжение на обмотке 13 изменится на величинуо,.дОЕ=-В ВК.ю дт И)Выбором значений й,м и К можно добиться, чтобы (дО ) (дцщ ). Таким образом, притемпературе, отличной от Тд, на входе усилителя 4 результирующее напряжение по прежнему будет равным нулюг9 +ДО, +О -ЬО, -0,4 аО,.Одновременно температурное изменение напряжения на обмотке 12 изменяет выходное сопротивление оптрона б и, соответственно, коэффициент усиления К 4, усилителя 4 таким образсы, чтобы з, К собес, где у - чувствительность датчика.873171 Использование предлагаемого устройства для изменения слабых магнитных полей выгодно отличается от известного отсутствием в цепи компенсации напряжения разбаланса дат-, чика элементов с нелинейной передй- точной характеристикой оптронов, отличающихся сильной температурнойзависимостью передаточной характеристики, позволяет повысить точность измерения,.а использование для питания датчика переменного тока позволяет повысить чувствительность устройства к магнитному полю и устранить временной дрейф усилителя эа счет по" явления воэможности применения усилителей переменного тока. 5 формула изобретения Устройство для температурной крм пенсации датчиков Холла, содержащее генератор, два усилителя, оптрон, подключенный к первому входу первого усилителя непосредственнб, а к выходу его и ко входу регистрирующего прибора - через резистор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в него дополнительно введены выпрямитель, входом подключенный к выходу второгоусилителя, а выходом - ко входу оптрона, трехобмоточный и двухобмоточныйтрансформаторы, первичная обмоткапоследнего подключена параллельно ге"нератору и через первичную обмотку.трехобмоточного трансформатора - вовходную цепь датчика Холла, выходнаяцепь которого через первую вторичнуюобмотку трехобмоточного трансформатора и вторичную обмотку двухобмоточ-ного трансформатора связана со вторымвходом первого усилителя, а втораявторичная обмотка трехобмоточноготрансформатора связана со входом второго усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. А. Кобус, Я. Тушинский. ДатчикХолла и магниторезисторы; И., фЭнергия", 1971.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2620314/18-21,кл. 6 01 К 33/06, 30.11.78. ВНИИПИ Заказ 9027/7 Тираж 735 Подписное лиал ППП Патентф,Ужгород, ул.Проектная,