Устройство для измерения индукции магнитного поля

Союз СоветскихСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 900229(53)М. Кл. 501 й 33/06 1 Ъаударетаепный квинтет СССР пв делам кзеаретекик н открытки(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯИзобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям индукции магнитных полей, например при воздействии их на биологические объекты, и может быть использовано при измерении слабых магнитных полей в дефектоскопии, при разведке полезных ископаемых, при исследовании влияния слабых магнитных полей на биологические объекты.Известно устройство, которое содерта жит элемент Холла, источник питания подключенный к токовым электродам элемента Холла, фазочувствительные усилители и схему сравнения. Особенностью этого известного устройства является то,15 что последнее снабжено дополнительным источником переменного тока с частотой, отличающейся от частоты основного источника в четное число раэ, соединенным29 с другой парой электродов элемента Холла, выходы фазочувствительных усилителей подключены к узлу вычитания, а выходы - к электродам элемента Холла,ричем вход первого и опорный вход втоРого фазочувствительных усилителей подипочены к одной паре электродов, а вход второго и опорный вход первого - к другой паре электродов 1 1.В этом устройстве, вследствие того, что фаэочувствительный усилитель не охвачен цепью отрицательной обратной связи (т.е. схемы коррекпии и выделения полезного сигнала являются разомкнутыми), погрешность фаэочувствительного усилителя присутствует в выходном сигнале в чистом виде.Бель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная пель достигается тем, что в устройство для измерения индукпии магнитного поля, содержащее датчик Холла, два фазочувствитепьных усилителя и блок сравнения, дополнительно введены второй блок сравнения, две пары регулируемых элементов, каждый из которых подключен к одному из холловскнх и смежному с ним токовому электродам; управ900229 ИЗМЕРОтгтп,ляемые Входы регулируетьтх элементовсоедцттецта с Выходами фазочувствительныхусцлцтелей, цри ятом входы последних соедицсць 1 соответственно с выходамиолоков стравцецтля,. ьходы которых подключепы к соответствуютцей паре регулируемь 1 х ЗЛЕМЕЦТОВ.На тертеже редставлсца принципиальная схема -,стройстве.Устройство содержит датчик 1 Холла, 10 представленный в виде эквивалентной электрической схемы с резисторами 2 и 3 создицеццыми в Виде моста, источник 4 литацти цсремецного тока, подключенный к токовым электродам 5 датчика 1 15 Холле., фазочувствительные усилители 6 и 7, блок 8 сравнения,. выход которого цодклтачен ко Входу фазочувствительцого усилителя 6, Устройство содержит также две пары регулируемых элементов 9 и 10, каждый из которых подключен к одному из колдовских и смежному с ним токОВОму электродам, а управляемые входы регулируемых элементов соединены сВыходам 11 фазоч увствитсльцых усилителей6 и 7, доцодтцттел 1.11 ътй блок 11 сравнения, выход которого соединен с фазочувствительцым усилителем 7, Входы блока 8СраВцэтция и ттОПОЛНИТЕЛЬНОГО 6 ЛОКа 11СРаВЦЕ 1;:;и ПОДтСД 1 ОЧЕЦЫ К ПаРаМ РЕГУЛИРУЕ- ЗОмъ 1 х я (е.";ецтОВ;:. 11 10. Кроме то:Офазо тувствитедьцый усилитель состО 11 т из персмеццого резистора 1; - , цостояццОГО резистора 13, транзистора 14 с ,т - р-И переходом, усилителя15, В цепь обратной связи которого вкюпо чец коцдецсатор 16, Блоки 8 и 11 сравцсция содержат два трансформатора 17 и 18, первичные Обмотки которых являются входамц блокоВ 8 и 11 сравнения и включены встречно, вторичные обмотки являются Выходом устройства. Регулируемые элементы представляют собой полевые транзисторы. управляемым входом которых служит затвор. Устоойство работает следующим образом.11 апГ 11111 ецие От источника питания по ступает ца токовые электроды датчика 1 Холле, котооый помещен в измеряемое магптттттоа поде, Кроме ЭДС Холла, пропортц.оттат.ьцо 11 значению индукции магнитного ттол., Йа холловских электродах датчика 1 Ходтта присутствует напряжение ЦЕЗКВИ 11 ОТЕттпттаЛЬНОСТИ ЧаСТОтОй, ПРЕДСтаВ- лятацк й гобой аддитивцую погрешность фНа входы блоков 8 и 11 сравненияпоступают напряжения, снимаемые с участков датчика 1 Холла, представленныхэквивалентными сопротивлениями резисторов 2 и 3. В результате на выходе блоков 8 и 1 1 сравнения формируется сигнал разбаланса. Этот сигнал поступаетна вход фазочувствительных усилителей6 и 7, выходное напряженке которыхпропорционально разности напряжениЯ, счастотой тока питания, поступающей навходы блоков 8 и 1 1 сравнения, и независит От значенйя ЭДС Холла, возникающей на холловских электродах прирасположении датчика 1 Холла в измеряемом магнитном поле, Напряжение с выхода фазочувствительцых усилителей 6 и 7поступает на управляемые входы регулируемых элементов,9 и 10. Регулирование идет до тех пор, пока сигнал с выхода фазочувствительного усилителя 6 или7 не станет равным нулю. Это значит,что напряжения на участках датчика 1Холла, представленных эквивалентнымисопротивлениями резистора 2, равнымежду собой. Так как регулирование происходит ца Основании сравнения напряже-ний с частотой тока питания, то напряжение неэквипотенциальности обращается внуль, а ЭДС Холла остается без изменений. Степень корректировки напряжениянеэквипотенциальности зависит от значе-.ния напряжения, подаваемого на управляемые входы регулируемых элементов, т.е,происходит коррекция напряжения неэквипотенциальности по мере того, как оновозникает. Таким образом, эта коррекциявозникает по принципу отрицательнойобратной связи. В случае изменения параметров фазочувствительного усилителявозрастание погрешности измерения непроисходит, так как фазочувствитепьныйусилитель охвачен цепью отрицательнойобратной связи.Изобретение позволяет повысить точность измерения на 5-7%. Это в своюочередь позволяет обеспечить измерениеслабых магнитных полей, которое раньшеизмерялось с помощью магнитных концентраторов, различных экранирующихустройств, окружающих генераторы. Таким образом, можно значительно повысить точность измерения магнитных полейпри упрощении аппаратурной реализации,за счет изъятия концентраторов, кожухов,экранов и т,д,Формула изобретенияУстройство для измерения индукциимагнитного поля, содержащее датчик Хол9002 Составитель Е. ДТехред Т. Мат очка анилина рректор Н. С бк Редактор Тираж 718 Подписное ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4аказ 12176/ ал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ла, два фазочувствительных усилителя и блок сравнения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него дополнительно введены второй блок сравнения, две пары регули- Б руемых элементов, каждый из которых подключен к одному из холловских и смежному с ним токовому электродам;управляемые входы регулируемых элементов соединены с выходами фазочувстви-.ю 29 6тельных усилителей, при этом входы последних соединены соответственно с вы ходами блоков сравнения, входы которых подключены к соответствующей паре ре гулируемых элементов. Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР