Способ измерения эдс холла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) М,Кл, 6 01 К 3306 оединением заявк Тосударственныи комит(45) Д ков о 2) Авторы изабр етвния А, Певко, М. М ан,71 3 аявител 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭД Л Изобретение относится к магнитоизмеритсльной технике и может быть применено в различных приборах и устройствах измерения магнитных величин для устранения температурной и временной нестабильности параметров датчиков Холла.Известны способы измерения ЭДС Холла, основанные на формировании образцового дополнительного магнитного поля, однородного с измеряемым магнитным полем; совместном действии измеряемого и дополнительного магнитных полей на датчик Холла; действии только измеряемого магнитного поля на датчик Холла; преобразогании датчиком Холла входного воздействия в электрический сигнал; определении электрического сигнала, пропорционального дополнительному магнитному полю, на выходе датчика Холла; определении электрического сигнала на выходе датчика Холла, пропорционального измеряемому магнитному полю; устранении мультипликатпвной погрешности из результата измерения путем деления сигнала, пропорционального измеряемому магнитному полю, на сигнал, пропорциональный образцовому дополнительному магнитному полю ).Устройство, реализующее данный способ, состоит из датчика Холла, источника его питания, дополнительной катушки, в Чигирин и Ю, Т. Чигири поле которой находится датчик Холла, источника питания дополнительной катушки, дслительного устройства и цифрового отсчетного устройства.Цикл измерения в данном устройстве состоит пз двух тактов. В первом такте на датчик Холла одновременно воздействуют два постоянных магнитных поля: измеряемое и дополнительное, создаваемое дополнительной катушкой, в поле которой находится датчик Холла. Выходной сигнал датчика Холла, пропорциональный сумме величин магнитных индукцпй, поступает на преооразоватсль напряжение - код, откуда в виде последовательности импульсов выдастся на реверсивный счетчик, считающий в прямом направлении.На втором такте на датчик Холла действует только пзе)яемое магнитное поле. Выходной сигнал датчика Холла, пропорциональный измеряемой магнитной индукп,пп, поступает па преобразователь напряжснпе - код, откуда в виде последова 1 ельности импульсов выдается на реверспвный счетчик, считающий в обратном направлении.После двух тактов измерения на входы делптельного устройства поступают сигналы с выходного регистра преобразователя напряжение - код и с реверсивного счет 828135На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ.Способ измерения ЭДС Холла включает следующие операции: формирование образцового дополнительного магнитного поля, однородного с измеряемым, совместное действие на датчик Холла измеряемого н дополнительного образцового магнитных полей, действие на датчик Холла только измеряемого магнитного поля, преобразование датчиком Холла входного воздействия в электрический сигнал, определение электрического сигнала, пропорционального образцовому дополнительному магнитному полю, на выходе датчика Холла, определение электрического сигнала на выходе датчика Холла, пропорционального измеряемому магнитному полю, устранение мультипликативной погрешности из результата измерения путем деления сигнала, пропорционального измеряемому магнитному полю, на сигнал, пропорциональный образцочика. Результат деления не оудет зависеть от удельной чувствительности датчика Холла к индукции, его тока н коэффициента передачи схемы, Если значение индукции дополнительного магнитного поля принять за единицу измеряемой величины, результат деления будет пропорционален измеряемой магнитной индукции.Недостатком данного способа является зависимость результатов измерения от направления постоянного магнитного поля относительно датчика Холла и недостоверность результатов измерения при несовпадающих по направлению магнитных полях, а также при превышении уровнем дОпОлнительного магнитного поля уровня измеряемого магнитного поля,Целью данного изобрстсння является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что при измерении ЭДС Холла, способом основанным на формировании образцового дополнительного магнитного поля, однородного с измеряемым магнитным полем, совместном действии на датчик Холла измеряемого,п образцового дополнительного магнитных полей, действии на датчик Холла только измеряемого магнитного поля, преобразованин датчиком Холла входного воздействия в элоктрический сигнал, делении сигнала, пропорционального,измеряемому магнитному полю, на сигнал, пропорциональный образцовому дополннтельному магнитному полю, определяют направлоние дополнительного магнитного поля, направление измеряемого магнитного поля относительно направления дополнительно образцового магнитного поля, измеряют,направление дополнительного образцового магнитного поля до совпадения с направлением измеряемого магнитного поля. вому дополнительному магнитному полю;определение направления дополнительногообразцового магнитного поля, определениенаправления измеряемого магнитного поля5 относительно направления дополнительногообразцового магнитного поля, изменениянаправления дополнительного магнитногооля таким образом, чтобы оно совпадало снаправлением измеряемого магнитного10 ноля.Устройство, реализующее способ измерения ЭДС, состоит из датчика Холла 1,источника питания 2, дополнительной каун 1 ки д, в поле которой находится датчик15 Холла 1, источника питания дополнитсльной катушки 4, определителя направлениядонолш 4 тельного магнитного поля 6, определителя направления измеряемого мапштного поля 6, автоматического переключателя20 7, ,;ормироватсля синфазности 8, преобразователя напряжение - код 9, реверсивного счетчика 1 О, делительного устройства1, цифрового отсчетного устройства 12 иу стройства управления 13.25 Работает устройство следующим образом.Сигналом начальной установки, поступающим из устройства управления 13, схе а устанавливается в исходное состояние.В псрвый такт измерения на датчик Холла1 действует только измеряемое магнитноеполе. В этот момент времени определительнаправления измеряемого магнитного поля6 опрсделяет направление измеряемого магнитного поля,Во втором такте на датчик Холла воздействуют два постоянных магнитных поляи дополнительное, создаваемое дополнительной катушкой д, в поле которой нахо 40 дится датчик Холла 1. По обмотке дополнительной катушки протекает ток от источника постоянного тока 4, который во второй такт включается по сигналу устройства управления 13, Определитель направле 45 ния дополнительного поля 5 находит направление дополнительного магнитного поля н в зависимости от этого направленияьыдает определенный командный сигнал наформирователь синфазности 8. При несов 50 падающих по направлению измеряемом идополнительном магнитных полях формирователь синфазности 8 коммутирует переключатель 7. При этом изменяется направление тока, протекающего по дополнитель 55 ной катушке 3,что приводит к изменениюнаправления дополнительного магнитногог;оля, т. е. оно будет совпадать по направлению с измеряемым магнитным полем.В третий такт выходной сигнал датчикаХолла 1, пропорциональный сумме величинмагнитных индукций, поступает на преобразователь напряжение - код 9, откудав виде последовательности импульсов выдается на реверсинный счетчик 10, считающий в прямом направлении.828135=Тп 1 Ризчдап) 20 В четвертом такте на датчик Холла 1 действует только измеряемое магнитное поле, поскольку источник питания дополнительной катушки 4 отключается сигналом устройства управления И. Выходной сигнал датчика Холла 1, пропорциональный измеряемой магнитной индукции, поступает на преобразователь напряжение - код 9, откуда в виде последовательности импульсов выдается на реверсивный счетчик 10, считающий в обратном направлении.В результате после четвертого такта реверсивный счетчик 10 фиксирует число импульсов, пропорциональное дополнительному магнитному полю ф 2 Зк 1 Пизч+ одоп) пКзмпдоп После четырех тактов на выходы дополнительного устройства 11 поступают числа Лз -- 5,.УВс выходного регистра преобразователя напряжение - код 9 и Л - с реверсивного счетчика 10. После поступления управляющего сигнала от устройства 13 дслительное устройство 11 совершает операцию деления числа Уз на Л.Результат дсления не зависит от удельной чувствительности датчика Холла к индукции, его тока питания и коэффициента передачи схемы. Если значение индукции дополнительного магнитного поля принять за единицу измеряемой величины, результат деления будет пропорционален измеряемой магнитной индукции,Использование способа измерения ЭДС Холла обеспечивает по сравнению с извсстнымн способами следующие преимущества:1) Возможность полностью автоматизировать измерительный процесс, так как не требуется изменять положение датчика в зависимости от направления магнитного поля. При этом существенно увеличивается производительность труда. Когда в процессе измерения изменяется направление магн итного поля, действующего на датчик Холла, процесс измерения сокращается на время, равное 1 Т+1), где Т - время изме- пения положения датчика, 1 - время из мерения при одном положении датчика.Таким образом, применение данного способа позволяет уменьшить время измерения. Если Т=1, время измерения уменьшается в 3 раза.1 О 2) Возможность точного измерения независимо от направления магнитного поля относительно датчика Холла, где другие методы измерения не могут быть применены нз-за специфических условий работы датчи ка Холла, поскольку они не вычитывают направление магнитного поля, действующего на датчик Холла. Ф ор мула изобретения Способ измерения ЭДС Холла, основанный на формировании образцового дополнительного магнитного поля, однородного с измеряемым магнитным полем, совместном 25 действии измеряемого и образцового дополнительного магнитных полей на датчик Холла, действии только измеряемого магнитного поля на датчик Холла, преобразовании датчиком Холла входного воздейст вия в электрический сигнал, делении сигнала, пропорционального измеряемому магнитному полю, на сигнал, пропорциональный образцовому дополнительному магнитному полю, отличающийся тем, что,с 35 целью повышения точности измерения,определяют направление дополнительного магнитного поля, определяют направление измеряемого магнитного поля относительно направления дополнительного образцо вого магнитного поля, измеряют направление дополнительного образцового магнитного поля до совпадения с направлением измеренного магнитного поля.Источник информации, принятый во 45 внимание прн экспертизе:1. Авторское свидительство СССР347704, б 01 К 3306, 1972 (прототип).нп. Харьк, фил. пред. Патент Заказ 576/515 Изд355 Тираж 749НПО Поиск Государственного комитета СССР по дслам изоооетений113035. Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 1 одписное открытий