Измеритель электродвижушейся силы холла

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид 5)М. Кл. 6 0133/О о 24,03.80 (21) 2896571/18 - 21ением заявки 1 че аявле ксоеаи Рвудюрстюей комитет(23) Приоритет вэаюретенкк ковано 23.11.81, Бюллетень М 43опубликования описания 23,11;81 53 ) УДК 621.3 А 4(088.8)открытки та 2) Авторы изобретени Брайко и Г, И. Шувало) Заявите Украинской ССР ститут электродинамик 54 ИЗМЕРИТ ЕКТРОДВ ЕЙ СИЛЫ Х во, содержарами противопо Изобретение относится к технике измерений истинной злектродвижущей силы Холла и предназначено для использования в магннтоизмерительной аппаратуре, в частности в измерителях параметров переменных и импульсных магнитных полей.Известен измеритель напряженности импульсного магнитного поля, который содержит датчик Холла, источник питания, генератор импульсов, усилитель, осциллограф, генератор0 опорной частоты. В этом измерителе, датчик Холла питается постоянным током, что позволяет при использовании усилителя переменного тока устранить погрешность от напряжения не эквипотенциальности при измерении ЭДС Холла, возникающей в датчике при воздействии на него переменного илн импульсного магнитных полей 1),Недостатки такого измерителя - невозмож. ность измерения электродвижущей силы Холла, возникающей в датчике от постоянной составляющей. магнитного поля, и погрешность от напряжения наводки, возникающего в цепи холловскнх электродов датчика. Наиболее близким по техииче ущности к изобретению является устройстщее датчик Холла с двумя паложных электродов, переключаТель, источник питания, умножитель частоты, синхронный детектор и индикаторный прибор. В измерителе реализован способ исключения влияния напряжения неэквипотенциальности на точность измерения электродвижущей силы Холла, основанный на свойстве взаимности датчика Холла по отношению к напряжению неэквипо. тенциальности и антивзаимности по отношению к злектродвижущей силе Холла, С этой целью переключатель поочередно подключает пары холловских и токовых электродов датчика Холла к источнику питания и синхронному детектору таким образом, что напряжение неэквипотенциальности на выходе синхронного детектора изменяет свою полярность с частотой переключения противоположных пар электродов датчика Холла, аналогичным образом изменяется остаточное напряжение, обусловленное остаточными параметрами переключателя, электродвижущая сила Холла не изменяет883817 свою полярность и.ее среднее значение, регистрируемое индикаторным прибором, не из.меняется во времени при воздействии на прибор постоянного магнитного поля 2),Недостатком прибора является то, что привоздействии на датчик переменного или импульсного магнитных полей электродвижущаясила Холла на выходе синхронного детекторабудет изменяться во времени в соответствиис характером изменения индукции воздействующего магнитного поля, поэтому измерительне позволяет реализовать измерение злектродвижущей силы Холла, возникающей при возДействии на датчик магнитных полей, среднеезначение которых эа период. равно нулю, например широко использующихся в техникесинусоидальных магнитных полей.Целью изобретения является повышениеточности измерителя.Поставленная цель достигается тем, что визмеритель электродвижущей силы Холла, содержащий датчик Холла с двумя парами противоположных электродов, подключенный кнему переключатель, соединенный с выходомумножителя частоты, синхронный детектор,вход которого подключен. к выходу переключателя и индикаторный прибор, введены переключатель тока, управляющая цепь которогоподключена к умножителю частоты и ко второму входу синхронного детектора, два пони.жающих трансформатора, первичные обмоткикоторых связаны с переключателем тока, авторичные подключены к нарам противоположных электродов датчика Холла, последователь.но соединенные фильтр нижних частот иамплитудный детектор, включенные междувыходом синхронного детектора и индикатор.ным прибором и регистратор, подключенныйк выходу фильтра.На чертеже представлена структурная схемаизмерителя ЭДС Холла,Измеритель содержит датчик 1 Холла сдвумя парами противоположных электродов2, 3 и 4, 5 источник 6 питания, понижающиетрансформаторы 7 и 8, умножитель 9 частоты, переключатель 10, переключатель 11 тока,синхронный детектор 12, фильтр 13 нижнихчастот, регистратор 14, амплитудный детектор15, индикаторный прибор 16,Измеритель работает следующим образом,Переключатель 10, управляемый умножителем 9 частоты, поочередно подключает электроды 2, 3 и 4, 5 датчика 1 Холла к синхрон.ному детектору 12, Переключатель 11 токапоочередно подключает первичные обмоткитрансформаторов 7 и 8 к источнику 6 питанияи датчик 1 Холла эапитывается поочередночерез электроды 2, 3 и 4, 5 током черезвторичные обмотки понижающих трансформа. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4торов 7 и 8. При этом в любой момент времени одна из пар противоположных электродов датчика 1 Холла подключена через переключатель 10 ко входу синхронного детекто. ра 12, а вторая пара через один из понижающих трансформаторов 7, 8 и переключатель 11 тока - к источнику б питания. Согласно свойству взаимности датчика 1 Холла для напряжения неэквипотенциальности, оно будет изменять свою полярность с частотой коммутации переключателей 10 и 11, Переключатель 0 коммутирует выходной ток датчика 1 Холла 1, Переключатель 11 тока коммутирует ток в первичных обмотках понижающих трансформаторов 7 и 8, величина которого в ц раз меньше тока питания датчика 1 Холла (и - отношение количества витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмоь. ки трансформаторов 7 и 8). Соответствующий выбор величины коэффициента трансформации позволяет значительно уменьшить величину тока, коммутируемого переключателем 11 тока, благодаря чему устраняется асинхронность работы переключателей 10 и 11 и повышается точность измерителя электродвижущей силы Холла. На выходе синхронного детектора 12 напряжение неэквипотенциальности изменяется с частотой работы переключателя 10, с такой же частотой изменяется напряжение коммута. ционных всплесков, остаточное напряжение переключателей и напряжение наводки от измеряемого магнитного поля в цепи холловских контактов. Эти напряжения обусловливают погрешность при измерении индукции перемен. ных и импульсных магнитных полей, С целью устранения указанной погрешности к выходу синхронного детектора 12 подключен фчльтр 13 нижних частот, причем выбор полосы пропускания этого фильтра зависит от режима работы умножителя 9 частоты, Так, при коэф. фициенте умножения больше единицы вне полосы пропускания должна находиться частота сигнала источника 6 питания, а при коэффициенте умножения меньше единицы вне поло. сы пропускания должна находиться частота коммутаций переключателей 10 и 11. При таком выборе полосы пропускания фильтра нижних частот, на его выходе практически отсутствуют напряжение неэквипотенциальности, напряжение коммутационных всплесков, остаточное напряжение переключателей и напря. жениеиндукционной наводки в цепи холловских контактов, что позволяет при подключении к выходу фильтра 13 амплитудного детектора 15 и индикаторного прибора 16 измерять электродвижущую силу Холла, воз. никающую в датчике при. воздействии на него переменных и импульсных магнитных полей, в том числе таких, у которых среднее значеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кобус й.,.Тушинский Я. Датчики Холлаи магниторезисторы, М., "Энергия", 1971,2 с. 218, рис. 13-20.2. Авторское свидетельство СССР Ю 441534,кл. 6 01 В 33/06, 1973,Составитель Г, Змиевская Техред . О. Легеза едактор О. Половка Корректор М. Шаро Заказ 10219 35енногогений и35, Ра Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, ЖПодписноР омитета СССоткрытийская наб., д. иал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Прое 5 88381 иие за период равно нулю,а подключение к выходу фильтра 13 регистратора 14, в качествекоторого могут использоваться осциллографили самописец, дает возможность документировать форму переменных и импульсных магнитных полей с повышенной точностью.Использование новых элементов - переключателя тока, понижающих трансформаторов,фильтра нижних частот, амплитудного детекто.ра и регистратора позволяет измерять электро одвижущую силу Холла, возникающую в дат.чике Холла при воздействии на него переменных и импульсных магнитных полей, в томчисле таких, у которых среднее за периодзначение индукции равно нулю (например, ши Броко используемых синусоидальных магнитныхполей), причем точность измерения повышается в результате исключения погрешности из-занесинхронной работы переключателей и погрешности из-за влияния напряжения неэквипотенциальности, напряжения паводок в цепихолловских электродов от воздействующегомагнитного поля, остаточного напряжения переключателей,Формула изобретенияИзмеритель электродвижущей силы Холла,содержащий датчик Холла с двумя парами 7 6противоположных электродов, подключенныйк нему переключатель, соединенный с выходомумножителя частоты, сйнхронный детектор,вход которого подключен к выходу переклю.чателя и индикаторный прибор, о т л и .ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерителя, в него введеныпереключатель тока, управляющая цепь кото.рого подключена к умножителю частоты ико второму входу синхронного детектора, двапонижающих трансформатора, первичные .обмотки которых связаны с переключателемтока, а вторичные подключены к парам прож.воположных электродов датчика Холла, последовательно соединенные фильтр нижних частот и амплитудный детектор, включенные меж.ду выходом синхронного детектора и индикаторным прибором, и регистратор, подключен-"ный к выходу фильтра.