Устройство для измерения магнитного поля

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для регистрации ч измерения магнитного поля, а также для решения ряда технических задач в автоматике, а именно в магнитоуправляемых датчиках положения. Цель изобретения - повышение точности и снижение порога чувствительности. Достигается путем введения в устройство блока 16 формирования фиксированного напряжения подстройки, амплитудного детектора 17, источника 18 опорного напряжения, источника 2 управляющего цифрового сигнала, выходного усилителя 19 и образования новых функциональных связей. Кроне того, устройство содержит генератор 1 базового тока, коллекторные нагрузки ,5, основные коллекторы 6,7 мчгнитотранзистора, эмиттер 11 магнитотранзистора, базовые электроды 13, 1 i, дополнительный коллектор 15, усилитель 10, вспомогательные коллекторы 25, 27 шины У, 3, 2 источники питания, базовую, общую и входы 8, 9 усилителя 10, электроды 13, 1 магнитотранзистора, входы 20-23 блока 16, входы 26, 28 усилителя 19, выход 29 устройства . 1 ил. с 8 (Л

(g))g G 01 R 33/02

ОПИСДНИК ИЗОБРЕТ НИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

APM ГКНТ СССР (21) 4620470/21 (22). 15.11.88 (46) 30.10.91. Бюл. Н "o (71) Ленинградское производственное объединение "Электронприбор" и Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) Е.И. Андреев, Т.В. Персиянов и IO.Н. Смирнова (53) 621.3 17.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1461324, кл. Н 01 1. 29/82, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНЙЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для регистрации и изиерения магнитного поля, а также для решения ряда технических задач в автоматике, а именно в магнитоуправляемых датчиках положения. Цель изобретения — повышение точности и сниИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для регистрации и измерения магнитного поля, а также для решения ряда технических задач в автоматиЪ ке, а именно в ма гнитоу пра вляемых датчиках положения.

Целью изобретения является повышение точности и снижение порога чувствительности.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор базового тока 1, подключенный иежду

„,SU„„ l6882О7 А 1

2 жение порога чувствительности. Достигается путем введения в устройство блока 16 формирования фиксированного напряжения подстройки, амплитудного детектора 17, источника 18 опорного напряжения, источника 24 управляющего цифрового сигнала, выходного усилителя 19 и образования новых функциональных связей, Кроие того, устройство содержит генератор 1 базового тока, коллекторные нагрузки 4,5, основные коллекторы 6,7 магнитотранзистора, эмиттер 11 магнитотранзистора, базовые электроды 13, 14, дополнительный коллектор 15, усилитель

10, вспомогательные коллекторы 25, 27 шины ?, 3, 12 источника питания, базовую, общую и входы 8. 9 усилителя фр

10, электроды 13, 14 магнитотранзистора, входы ?0-23 блока 16, входы

26, 28 усилителя 19, выход 29 устройства. 1 ил. шиной 2 источника питания базовой Я)

1 шиной 3, коллекторные нагрузки 4, 5, ;) присоединенные к основным 6, 7 кол- (, > лекторам магнитотранзистора и к пер-. вому и второму входам 8, 9 усилителя 10 соответственно. Эмиттер 11 маг. нитотранзистора присоединен к общей -. . шине 12, а его базовые электроды 13, 14 — к базовой шине 3. Дополнительный коллектор 15 магнитотранзистора присоединен с шине 2 источника питания.

Устройство также содержит блок

16 формирования Фиксированного напря1688207

@ения подстройки, амплитудный детектор 17, источник 18 опорного .напряжения и выходной усилитель 19. Входы

20-23 блока формирования 16 фикси5 рованного напряжения подстройки соединены с источником 2ч управляющего цифрового сигнала, а выход подключен к вспомогательному коллектору 25.

Вход амплитудного детектора 17 подсоединен к выходу дифференциального усилителя 10 и к первому входу 26 выходного усилителя 19, а выход подключен к второму вспомогательному 27 коллектору. Второй вход 28 выходного усилителя 19 подсоединен к выходу источника 18 опорного напряжения, а его выход служит выходом 29 устройства.

Устройство работает следующим образом.

От источника напряжения питания между шинами 2 и 12 датчика подают напряжение E Одновременно на выход

30 амплитудного детектора 17 оч ре- 25 гулируемого источника напряжения подают напряжение равное

Ug = (Š— U )/2 + !1В.

ЗО где U — напряжение база-эмиттер бэ магнитотранзистора .

Это напряжение контролируют по вольтметру. На выходе 29 устройства устанавливаетcR напряжение U „, отли4 еых ное от номинального напряжения U<, которое бы установилось на выходе его в отсутствии маl-нитного поля, если бы не было начального разбаланса токов в основных 6„7 коллекторах, т е. при 5I 0

U„=- (К вЂ” 0 .,)/2 + U> (2)

Heaps>xeHee Us+a регистриру

45 метром. Затем на входы 20-23 блока

16 формирования фиксированного напряжения подстройки от источника 2Й подают набор двоичных кодов, которые образуются последователь ным доба вле5О нием одного бита в младший разряд., Подавая эти коды, отмечают тот код, при котором произошло изменение анака разности (U — 13 )„ Этот код сох9ЫХ О раняют на входах 20-23 блока 16 фор,мирования фиксированного напряжения

55 подстройки и отключают регулируемый источник напряжения от выхода амплитудного детектора 17, Автоматически происходит заряд (частичный разряд) хранящего конденсатора через открытый транзистор (заряд) или за счет саморазряда хранящегося конденсатора (разряд) . Вид процесса

"заряд или разряд хранящегося конденсатора" определяется знаком разбаланса токов в основных 6,7 коллекторах после фиксации на входах 20-23 блока 16 формирования фиксированного напряжения подстройки выбранного коАе °

Пусть, например, знак разбаланса токов в основных 6,7 измерительных коллекторах такой„что происходит заряд хранящего конденсатора, который будет заряжаться до тех пор, пока под его воздействием разбаланс токов

$Ig в GcHQBHblx 6,7 коллекторах не поменяет знак. Когда это произойдет, изменится знак дифференциального напряжения между входами 8, 9 усилителя 10 следовательно, изменится (повысится) напряжение íà его выходе, и заряд конденсатора прекратится. Оставшийся после завершения пррцесса автоматической подстройки разбалан.: токов в основных 6,7 коллекторах определяется величиной статической ошибки датчика.

В результате автоматической подстройки на выходе 29 устройства устанавливается напряжение Б ы„, котоМ рое лишь слабо о.гличается от U о что достигается выбором опорного напряжения Б„„ на втором входе 28 выходного усилителя 19, создаваемого термосогласованным источником 18 опорного напряжения, которое задается в точности равным тому напряжению на выходе усилителя 10., которое устанавливается после завершения про цесса автома-*ической подстройки. Как напряжение Б п, так и напряжение на

ll выходе усилителя 10 равно (Е - U„ ), где U„- пороговое напряжение транЛ зистора второго типа проводимости.

Так что дифференциальное напряжение между входами 26 и 28 выходного усилителя 19 практически равно нулю.

Компенсация температурной зависимости и временной нестабильности сдвига нуля осуществляется следующим . обра зом.

Изменение величины разбаланса токов 6Х@ . в основных 6 7 измеизv рительных коллекторах лод влиянием внешних Факторов (температура, ста-

8207

6 напряжение Бд может измениться. йод

Изменение напряжения Б„ р будет и риводить к изменению дифференциального

5 напряжения QU между входами 26 и в, с

28 выходного усилителя 19„а следовательно и к изменению напряжения

1 на выходе усилителя 19 и выходе устройства - U . Выходное напряжение выл

10 U будет отклоняться от номинальновшк го значения U .

Чтобы скомпенсировать такое изменение дифференциального напряжения

dU связанное с изменением порогов!»

15 вого напряжения заряжающего МОП-транзистора, опорное напряжение на выходе термосогласованного источника 18 формируют также равным порогу MOllтранзистора второго типа проводимос20

Таким образом, дифференциальное напряжение между входами 26 и 28 выходного усилителя 19 всегда при изменении внешних влияющих факторов остается постоянным, что обеспечивает близость к номинальном значению

U выходного напряжения 11вы„устройства.

Приход униполярного импульса маг30 нитной индукции рабочей полярности длительностью,в 10 раз меньшей постоянной времени цепи саморазряда хранящего конденсатора, приводит к тому, что на вь|ходе усилителя 10

35 появляется импульс напряжения. Он усиливается выходным усилителем 19 и проходит на выход 29 устройства.

Фо рму ла

Устройство для измерения магнитного поля, содержащее генератор базового тока, магнитотранзистор с эмиттером, присоединенным к общей шине, 5 с двумя базовыми электродами, присоединенными к базовой шине, с двумя основными и двумя вспомогательными коллектораии и дополнительным кол- лектором, присоединенным к шине ис5Q точника питания, коллекторные нагрузки магнитотранзистора и дифференциальный усилитель, входы которого присоединены к первому и второму основныи коллекторам магнитотранзисто55 ра отличающееся тем, что, с целью повышения точности и снижения порога чувствительности, в устройство дополнительно введены блок Формирования фиксированного нап5 168 рение} приводит к изменению величины, дифференциального напряжения между входами 8,9 усилителя 10. Это в свою очередь приводит к изменению напряжения затвор - сток заряжающего МОП-транзистора, находящегося на границе запирания и пропускающе- . го только ток саморазряда хранящего конденсатора..Пусть, например, разбаланс токов в основных 6,7 измерительных коллекторах под влиянием внешних факторов изменился так, что знак дифференциального напряжения иежду входами 8,9 сохранился. Тогда заряжающий ИОП-транзистор откроется и произойдет дополнительный заряд хранящего конденсатора, что приведет к повышению напряжения на паре боковых секций 25. Оно вызовет снижение. тока в центральной секции 7 измерительного коллектора ° Уменьшение тока в основном 7 коллекторе продолжается до тех пор, пока разбаланс токов в основных 6,7 измерительных коллекторах ЬХ» д,,не вернется к

М исходной величине, соответствующей такому дифференциальному напряжению между входами 8,9, при котором напряжение на затворе заряжающего МОПтранзистора равно порогу.

Если разбаланс токов в Ьсновных

6,7 измерительных коллекторах изменился так, что происходит изменение знака дифференциального напряжения между входами 8,9 усилителя 10, то это вызовет дополнительное запирание заряжающего МОП-транзистора, приводящее к разрыву цепи постоянного подзаряда хранящего конденсатора. Хранящий конденсатор медленно разрядится и напряжение на вспомогательном

27 коллекторе понизится. Это вызовет повышение тока в основном 7 кол" лекторе. Рост тока продолжится до тех пор, пока разбаланс токов в основных 6,7 коллекторах не вернется к исходной величине, соответствующей такому состоянию заряжающего ИОПтранзистора, в котором транзистор пропускает ток, достаточный для восполнения заряда хранящего конден-1 ! сатора.

Таким образом, цепь автоматической подстройки поддерживает на входе .26 выходного усилителя i9 напряжение, равное (Е - Б„" ), т .е . порогу ИОПтранзистора второго типа проводимости. Под влиянием внешних факторов изобретения

1688207

Составитель Л. Устинова

Редактор Е. Зубиетова Техред А,Кравчук Корректор Jl. Пилипен ко

Заказ 37П7 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113()35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-ивдатег1 ьск чй комбинат "Патент", 1".Ужгород, ул. Гагарина, 101 ряжения подстройки, амплитудный де" тектор, источник опорного напряжения источник управляющего цифрового сигнала и выходной усилитель, при этом

„один" з вм рмогательных коллекторов по фрду блока формированф) Ьированиого напряжения подстрцфМ 4 п 4вляющие входы которого подключены к источнику управляющего цифрового сигнала, второй вспомогательный коллектор подключен к выходу амплитудного детектора и к, входу устройства, вход амплитудного детектора подключен к выходу дифференциального усилителя и к первому входу выходного усилителя, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к выходу устройства,