Устройство для измерения индукции магнитных полей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 983607(22)Заявлено 06.07.81 (23) 3312317/18-21 с присоединением заявки НовОпубликовано 2312.82. Бюллетень Й 9 47 Дата опубликовання описания 23.12.82 Р 31 УДК 621. 317. 44(72) Авторы изобретения Институт электродинамики АН Украинской ССР .(71 ) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Изобретение относится к измерениям и может быть использовано в устройствах для измерения параметров постоянных, переменных и импульсных 5 магнитных полей.Известно устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее источник стабилизированного напряжения, генератор, переключатель диапазонов, датчик Холла, демодулятор и регистратор 11Недостатком его является погрешность .измерения, вызванная напряжением неэквипотенциальности датчика Холла. 15Известно устройство для измерения индукции магнитных нолей, содержащее датчик Холла, пары противоположных выводов которого подключены соответственно к выходным обмоткам двух понижающих трансформаторов и к выходам переключателя, управляющий вход которого соединен с первым выходом делителя частоты и с управляющим входом коммутатора тока, выход кото рого подключен к соединенным встречно-последовательно входным обмоткам понижающих трансформаторов, выход источника питания подключен к входу делителя частоты, выход переключате ля через последовательно включенныесинхронный детектор, фильтр низкойчастоты соединен с регистратором ичерез амплитудный детектор. - с индикатором, второй выход источника питания подключен к обьединенным выводал входных обмоток понижающихтрансформаторов 2),.Недостаток - низкая точность.Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения индукции магнитных полей, содержащеедатчик холла, пары противоположныхвыводов которого подключены соответственно к выходным обмоткам двухпонижающих трансформаторов и к входам переключателя, управляющий входкоторого соединен с первым выходомделителя частоты и с управляющимвходом коммутатора тока, выход которого подключен и соединенным встреч"но-последовательно входным обмоткампонижающих трансформаторов, выходисточника питания подключен к входуделителя частоты, выход переключателя через последовательно включенныесинхронный детектор, Фильтр низкойчастоты соединен с регистратором ичерез амплитудный детектор - с индикатором, второй выход источника питания подключен к объединенным выводам входных обмоток понижающих трансФорматоров, введены фазовращатель, дешифратор, два Формирователя и элемент И, причем третий выход источника питания через Фаэовращатель соединен с входом коммутатора тока, вход дешифратора подключен к второму выходу делителя частоты, а выходы через формирователи подключены к первому и второму входам элемента И, третий вход которого соединен с третьим выходом делителя частоты, а выход - с управляющим входом синхронного детектора.На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения индукции магнитных полей.Устройство содержит датчик 1 Холла с двумя парами противоположных электродов 2,3 и 4,5, понижающие трансформаторы б и 7, переключатель 8, синхронный детектор 9, фильтр 10 нижних частот, регистратор 11, амплитудный детектор 12, индикатор 13, коммутатор 14 тока, фазовращатель 15, источник 16 питания, делитель 17 частоты, дешифратор 18, элемент 19 И, Формирователи 20 и 21.На фиг. 2 представлены временные 30 диаграммы, поясняющие работу устройства, где - ток питания 22 датчика 1 Холла; напряжение 23 сигнала делителя 17 частоты; напряжение 24 коммутационных всплесков; напряжения 25 35 и 26 на выходах дешифратора 18, управляющие работой Формирователей 20 и 21; выходные напряжения 27 и 28 формирователей 20 и 21; выходное напряжение 29 синхронного детектора 9 40 при измерении индукции постоянного магнитного поля.Устройство работает следующим образом.Датчик 1 Холла эапитывается от 45 источника 16 питания поочередно через пары противоположных электродов.2,3 и 4,5, Подключение пар электродов датчика 1 Холла к источнику питания производится коммутатором 14 тока. Переключатель 8 поочередно подключает пары противоположных электродов 2,3 и 4,5 датчика 1 Холла к входу синхронного детектора 9. Управление коммутатором 14 тока и переключателем 8 производится делителем 17 частоты таким образом, что при подключении одной иэ пар противоположных электродов датчика 1 Холла к источнику 16 питания другая пара противоположных электродов подключается к 60 входу синхронного детектора. Комм,;-. тация пар противоположных электродов датчика осуществляется так, что в соответствии с свойством взаимности датчика 1 Холла по отношению к 65 напряжению неэквипотенциальности и антивэаимности по отношению к ЭДС Холла Фаза ЭДС Холла после коммутации не будет изменять своего значения, а фаза напряжения неэквипотенциальности после коммутации будет изменять свое значение на 180 . Таким образом на выходе синхронного детектора 9 напряжение неэквипотенциальности будет изменять свой знак на противоположный с частотой коммутации пар противоположных электродов датчика 1 Холла. Среднее значение напряжения неэквипотенциальности на выходе синхронного детектора 9 эа период коммутации будет равным нулю и не будет оказывать влияния на результатизмерения ЭДС Холла при воздействии на датчик индукции постоянных магнитных полей, а выбор полосы пропускания фильтра 10 нижних частот осуществляется таким образом, что частота коммутации пар противоположных электродов лежит вне полосы пропускания фильтра и обеспечивает независимость от напряжения неэквипотенциальности результата измерения ЭДС Холла при воздействии на датчик Холла индукции синусоидальных и импульсных магнитных полей. При воздействии на датчик 1 Холла индукции синусоидальных магнитных полей измерение ЭДС Холла производится с помощью амплитудного детектора 12 и индикатора 13, а при воздействии импульсных магнитных полей - с помощью регистратора 11, в качестве которого могут использоваться осциллограф, самописец или иная регистрирующая аппаратура.Величина напряжения коммутационных всплесков при переключении коммутатора 14 тока зависит от величины тока, протекающего в первичной обмотке трансформатора в момент переключения коммутатора 14 тока, С целью устранения асинхрониэма между моментом перехода через ноль тока первичной обмотки трансформаторов и моментом переключения коммутатора 14 тока сигнал, поступающий с источника 16 питания, сдвигается относительно момента переключения фаФэовращателем 15 таким образом, чтобы при переключении коммутатора 14 ток первичной обмотки трансформаторов 6 и 7 был равен нулю, При этом учитываются как Фазовые задержки, связанные с Формированием сигнала управления коммутатором 14 тока, так и фазовые задержки, обусловленные параметрами коммутатора 14 тока и трансформаторов б и 7. Кроме напряжения коммутационных всплесков при работе коммутатора 14 тока на вход синхронного детектора 9 поступает напряжение коммутационных всплес ков, вызванное работой переключатевозникающих при работе переключателя и коммутатора тока, из информационного сигнала и повысить точностьизмерения. ля 8 и имеющее вид коротких импульсов, что позволяет исключить ихвлияние на работу устройства изменением коэффициента передачи синхронного детектора 9, который на времядействия напряжения коммутационныхформула изобретениявсплесков на входе синхронного детектора утекто а 9 устанавливается равнымУстройство для измерения иь".укции .чи и оизводится соответствующим фор- магнитных полей, содержащее датчьчи производится соответствХолла, пары протхронным детектором 9, которое осу- которого подключены соответственноществляется дешифраторомФорми 18 форми- к выходным обмоткам вух понижающихрователями 20 и 21 и элементом 19 И, трансформаторов и к входам переключаС выхода деши ратора 18 напряжение теля, управляющий вход которого соерт с началом коммутационного всплес 20 татора тока, выход которого подклю-,ка, поступает на формировательчен к соединенным встречно-пост ечно-последовавырабатывающий напряжение 27, длитель.тельно входным о моткам поность низкого потенциала которогоитель О трансформаторов, выход источника пидолжна превышать максимальную длитль я подключен к входу делителя часность напряжения 24. С помощью эле- ереключателя через пототы,.выход пемента 19 И напряжение ввоследовательно включенные синхронныйсигнал управления синхронным детекто фильт низкой частоты соеост аю ий на элемент 19 И детекторр фильтР низкотором 9, поступающи ндинен с регистратором и через амплис делителя 17 частоты. При этом в 25тудный детектор - с индс индикатором вто/моменты времени, соответствующие низ й . очника питания подключенкому потенциалУ напряженияф к объединенньм выводам входных обмофициент передачи синхронного детекток понижающих трансформаторов, о т. тора 9 будет равен нулю и напряжение ток понижл и ч а ю,щ е е с я тем, что, счто с цекоммутационных всплесков будет ис рения точности в него ввеного сигнала синхключено из выходногены фазовращатель, дешифратор, дваронного детектора . дт а 9, О нако для нор- дены азоформирователя и элемент И, причеммальной работ . рты .синх онного детектотретий выход источника питания ченеобхо имо чтобы его управлят ичен в оба Рез фазовРащатель соединен с входомющий сиг былричен ба Зе ио а нап яжения 23, С этой коммутатора тока,подключен к второму выходу делителяцелью деш Фр Релью дешифратор 18 выделяет вапря.частоты, а выходы через формироватежение 26, поступающее на вход формирователя 21. Выходное напряжение фор- ли подключены к первому и второмумирователя 21 вводится в сигнал уп- входам элемента И, третий вход которавления.синхронным детектором 940рого соединен с третьим выходом д -ечерез элемент 19 И причем в силу лителя частоты, а выход - с управляравенства длительностей низкйх потен- ющим входом синхронного детектора..циалов напряжений 27 и 28 сигнал Источники информации,управления синхронным детектором 9 принятые во внимание при экспертизебудет симметричен относительно момен 1. Хомерики О.К, Применение гальтов изменения напряжения 23, ваномагнитных датчиков в устройствахТаких образом, использование но- автоматики и измерений. М., Энергия,вых элементов - фазовращателя, де, с. 112.ф Формирователей схемы12. Авторское свидетельство СССРсовпадения позволяет исключить яа по заявке Р 2896571,кл.6 01 К 33 06.ВНИИПИ Государспо делам изоб035, Москва, Женно тени Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д,4/5