Датчик магнитного поля

Авторы патента:

G01R33/00 - Элементы конструкции и вспомогательные устройства для приборов, отнесенных к группам G01R 5/00-G01R 13/00 (элементы конструкции вспомогательных устройств для измерения потребления или расхода электричества G01R 11/02)

Владельцы патента RU 2614923:

Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU)

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при измерении магнитных полей. Датчик магнитного поля содержит вентиль, чувствительный элемент, включающий в себя индуктивность L с сердечником и два резистора, триггер Шмитта, при этом в него дополнительно введены источник опорного напряжения, выходы которого подключены к прецизионному пороговому устройству с нижним и верхним порогами срабатывания, и к прецизионному формирователю напряжения, вход которого соединен с выходом вентиля, а выход подключен к чувствительному элементу, соединенному с прецизионным пороговым устройством с нижним и верхним порогами срабатывания, выход которого подключен к входу триггера Шмитта, выход которого является входом вентиля. Технический результат – повышение точности от изменения питающего напряжения и от изменения температуры. 3 ил.

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при измерении магнитных полей.

Известно устройство-датчик [1] магнитного поля на основе RL-генератора, в состав которого входит вентиль, чувствительный элемент, включающий в себя индуктивность L с сердечником и двумя резисторами, триггер Шмитта.

Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловленная влиянием на параметры питающего напряжения, в результате чего происходит изменение порога срабатывания и отпускания триггера [2] Шмитта и выходного напряжения логической 1 и логического 0 вентиля [3].

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности от изменения питающего напряжения и от изменения температуры.

Поставленная задача решается за счет того, что в датчик магнитного поля, содержащий индуктивность L с сердечником и двумя резисторами, триггер Шмитта, согласно изобретению, дополнительно введены источник опорного напряжения, выходы которого подключены к прецизионному пороговому устройству, с нижним и верхним порогами срабатывания, и к прецизионному формирователю напряжения, вход которого соединен с выходом вентиля, а выход подключен к чувствительному элементу, соединенному с прецизионным пороговым устройством, с нижним и верхним порогами срабатывания, выход которого подключен к входу триггера Шмитта, а выход которого является входом вентиля.

Существенными отличиями предложенного устройства являются введение в него источника опорного напряжения, выходы которого подключены к прецизионному пороговому устройству, с нижним и верхним порогами срабатывания, и к прецизионному формирователю напряжения, вход которого соединен с выходом вентиля, а выход подключен к чувствительному элементу, соединенному с прецизионным пороговым устройством, с нижним и верхним порогами срабатывания, выход которого подключен к входу триггера Шмитта, выход которого является входом вентиля.

На Фиг. 1 представлена схема датчика магнитного поля, выполненного в соответствии с изобретением.

Предложенное устройство содержит источник (1) опорного напряжения, вентиль (2), прецизионный формирователь (3) напряжения, чувствительный элемент (4), включающий в себя индуктивность L с сердечником и два резистора, прецизионное пороговое устройство (5) с нижним и верхним порогами срабатывания, триггер (6) Шмитта.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При логическом «0» на входе вентиля его выходной нулевой потенциал поступает на прецизионный формирователь (3) напряжения, выполненный на ключе типа 590КР4 и операционном усилителе 544УД2А, выполненным по схеме повторителя.

На Фиг. 2 представлена схема прецизионного формирователя напряжения.

С выхода прецизионного формирователя (3) напряжения, выходное напряжение которого равно 0, сигнал поступает на чувствительный элемент (4). Индуктивность L (соленоид) с сердечником (магнитопроводом) и резисторы выполняют функцию чувствительного элемента (4).

Индуктивность L замкнута через резистор R2 на общую шину. Сигнал с чувствительного элемента (4) поступает на прецизионное пороговое устройство (5) с нижним и верхним порогами срабатывания, выполненное на двух компараторах 521СА3 и подключенное к источнику (1) опорного напряжения.

На Фиг. 3 представлено прецизионное пороговое устройство с нижним и верхним порогами срабатывания.

Когда напряжение на входе прецизионного порогового устройства (5) меньше нижнего порога срабатывания (Uн), на его выходе формируется логический «0», а на выходе триггера Шмитта логическая «1», которая подается на вход вентиля.

Когда на вход вентиля поступает логическая «1», высокий потенциал с выхода вентиля поступает на прецизионный формирователь (3) напряжения, который создает в RL-цепочке ток. Прецизионное пороговое устройство (5) ограничивает процесс нарастания тока. По достижении током значения Iс, падение напряжения на резисторе R2, равное IcR2, достигает верхнего порога срабатывания прецизионного порогового устройства (5), на выходе которого формируется логическая «1», выходной сигнал триггера (6) Шмитта инвертируется, принимая уровень логического «0», и по цепи обратной связи через цифровой вентиль и прецизионный формирователь (3) напряжения подается на RL-цепочку и возникает колебательный процесс.

Введение в известную схему источника (1) опорного напряжения, прецизионного формирователя (3) напряжения и прецизионного порогового устройства (5) позволяет повысить точность измерения магнитного поля.

Предложенное устройство используется в качестве датчика магнитного поля.

Источники информации:

1. Трушин С.А., Кузьмин С.С., Прохоров B.C. «Датчики и Системы», №8, 2015.

2. Технические условия на микросхему 1564ТЛ2 бК0.347.479-07 ТУ (Триггер Шмитта).

3. Технические условия на микросхему 564ЛА7 бК0.347.064 ТУ 1/02 (Вентиль).

Датчик магнитного поля, содержащий вентиль, чувствительный элемент, включающий в себя индуктивность L с сердечником и два резистора, триггер Шмитта, отличающийся тем, что в него дополнительно введены источник опорного напряжения, выходы которого подключены к прецизионному пороговому устройству с нижним и верхним порогами срабатывания, и к прецизионному формирователю напряжения, вход которого соединен с выходом вентиля, а выход подключен к чувствительному элементу, соединенному с прецизионным пороговым устройством с нижним и верхним порогами срабатывания, выход которого подключен к входу триггера Шмитта, выход которого является входом вентиля.

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к приборам, предназначенным для измерений компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли, а также к средствам автоматизированного контроля магнитометров.

Способ измерения магнитного поля // 2601734

Изобретение относится к способам измерения магнитного поля и включает воздействие на кристалл карбида кремния гексагонального или ромбического политипа, содержащего спиновые центры с основным квадруплетным спиновым состоянием, вдоль его кристаллографической оси с симметрии сфокусированным лазерным излучением, переменным магнитным полем низкой частоты и постоянным магнитным полем.

Электромагнитный датчик и его калибровка // 2593677

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля микроструктуры металлической мишени. Варианты реализации настоящего изобретения предоставляют электромагнитный датчик (400) для детектирования микроструктуры металлической мишени, содержащий магнитное устройство (410, 420) для предоставления возбуждающего магнитного поля, магнитометр (430) для детектирования результирующего магнитного поля, индуцированного в металлической мишени; и схему (450) калибровки для создания калибровочного магнитного поля для калибровки электромагнитного датчика.

Модульная система возбуждения // 2570811

Изобретение относится к модульной системе возбуждения для испытаний сердечника статора. Устройство возбуждения для высокоэнергетических испытаний сердечников (5) статоров электрогенераторов или двигателей, содержащее один или несколько модулей возбуждения, при этом каждый модуль возбуждения содержит обмотку (1-4) возбуждения и источник (10-13) питания и выполнен с возможностью проведения тока возбуждения через обмотку (1-4) возбуждения, при этом ток возбуждения через каждую обмотку (1-4) возбуждения способствует общему возбуждению сердечника (5) статора, при этом модуль возбуждения дополнительно содержит конденсатор (6-9), и источник (10-13) питания модуля возбуждения действует как источник тока на своем выходе.

Магнитометр // 2566410

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым приборам, осуществляющим неразрушающий контроль качества различных металлоконструкций и изделий.

Устройство измерения пространственно неоднородного постоянного или меняющегося во времени магнитного поля // 2548931

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой многоканальное устройство измерения пространственно неоднородного магнитного поля и может быть использовано при регистрации исходных данных, необходимых для построения диаграммы распределения магнитного поля.

Устройство воспроизведения магнитного поля // 2536777

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство воспроизведения магнитного поля и предназначено для калибровки и поверки рабочих средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля.

Способ измерения амплитуды двухполярного импульса магнитного поля // 2533345

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ автономной регистрации амплитуды напряженности двухполярного импульса магнитного поля и может применяться к импульсам магнитного поля в динамическом диапазоне напряженностей в сотни килоампер на метр при длительностях импульсов в десятки микросекунд в моноцикличных электромагнитных процессах.

Устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств // 2529673

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств и может быть использовано для измерения напряженности электромагнитного поля при проведении испытаний, диагностики и тестирования электронных устройств и приборов на выполнение требований по электромагнитной совместимости в части помехоэмиссии.

Способ калибровки трехкомпонентного магнитометра // 2497139

Изобретение относится к области измерительной техники и представляет собой способ калибровки трехкомпонентного магнитометра с помощью меры магнитной индукции через определение корректирующей матрицы и уходов нулей магнитометра с исключением влияния внешних неоднородных (индустриальных) помех в процессе калибровки.

Устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов с возможностью калибровки в полевых условиях // 2620326

Изобретение относится к устройствам для бесконтактной внетрубной диагностики технического состояния подземных ферромагнитных нефтяных и газовых труб. Устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов с возможностью калибровки в полевых условиях, содержащее узел датчиков постоянного магнитного поля, состоящий по меньшей мере из двух однокомпонентных датчиков, соединенных креплениями из немагнитного непроводящего материала, устройство сложения и вычитания сигналов постоянного магнитного поля, блок сбора данных и управления (БСДУ) и полевой компьютер, при этом дополнительно введены катушки с соленоидальными обмотками, создающими калибрующее переменное низкочастотное магнитное поле, расположенные в центральной части креплений датчиков из немагнитного непроводящего материала, блок прецизионных резисторов, генератор, измерительный блок, при этом катушки с соленоидальными обмотками с помощью бифилярного провода соединены с блоком прецизионных резисторов и генератором, кроме того, блок прецизионных резисторов соединен с БСДУ, который, в свою очередь, соединен с полевым компьютером. Технический результат – расширение функциональных возможностей и улучшение характеристик устройства для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерения плотности потока энергии электромагнитного излучения от мобильного телефона // 2626049

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам для измерения плотности потока энергии электромагнитного излучения от мобильного телефона. Измерения проводят в заданных точках, равномерно расположенных в плоскости, параллельной плоскости передней панели мобильного телефона, зафиксировав мобильный телефон напротив указанной плоскости на заданном расстоянии от нее, из полученных значений формируют матрицу распределения плотности потока энергии. Измерения проводят в трех режимах работы мобильного телефона: набор номера, прием входящего вызова и разговор. При измерении мобильный телефон устанавливают под углом примерно 43±1° к горизонтали, полученную матрицу распределения значений плотности потока энергии совмещают со схемой черепно-мозговой топографии головы человека, совмещая область расположения динамика мобильного телефона на матрице с обозначением наружного слухового прохода на упомянутой схеме головы человека. Полученные значения плотности потока энергии могут быть отображены на матрице графически. Для графического отображения полученных данных используют шкалу градаций серого, в которой минимальному значению плотности потока энергии соответствует белый цвет, а максимальному - 50% серого. Технический результат – обеспечение измерений, величины которых соответствуют реальным условиям эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю // 2640376

Изобретение относится к электрическим испытаниям транспортных средств. В способе испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к внешнему электромагнитному полю испытываемое электрооборудование устанавливают в бортовую сеть транспортного средства и подвергают воздействию внешнего излучения с заданными параметрами. На каждой частоте воздействующего излучения транспортное средство позиционируется в горизонтальной плоскости по отношению к внешнему источнику электромагнитного поля в диапазоне определенных углов. Во время испытаний угловая скорость вращения транспортного средства относительно внешнего источника излучения не должна превышать 5 град/с. При этом минимальное расстояние между внешним источником излучения и транспортным средством выбирается исходя из максимального линейного размера транспортного средства в горизонтальной плоскости и угла главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости внешнего источника излучения. Повышается полнота определения помехоустойчивости. 2 ил.

Способ оценки технических средств на соответствие нормативным требованиям по уровню излучаемого электромагнитного поля // 2642018

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям технических средств. Способ оценки технических средств на соответствие требованиям по уровню излучаемого электромагнитного поля заключается в проведении измерений уровней электрической составляющей излучаемого электромагнитного поля в заданном диапазоне частот количественно ограниченной выборки технических средств и в сравнении результатов испытаний с критериальными показателями качества. Измерения электрической составляющей излучаемого электромагнитного поля выполняют в заданном диапазоне частот и по результатам измерений определяют параметр, характеризующий качество большой партии выпускаемых технических средств одной модели одинаковой комплектации. Повышается достоверность оценки. 1 ил.

Способ оценки технических средств на соответствие нормативным требованиям на помехоустойчивость // 2642024

Изобретение относится к испытаниям технических средств. Способ оценки технических средств на соответствие требованиям на восприимчивость к внешнему воздействующему электромагнитному излучению заключается в проведении испытаний в заданном диапазоне частот количественно ограниченной выборки технических средств и в сравнении результатов испытаний с критериальными показателями. По результатам испытаний определяют параметр, характеризующий качество большой партии выпускаемых технических средств одной модели одинаковой комплектации. Повышается достоверность испытаний. 1 ил.

Магнитно-резонансная визуализация с использованием силы давления акустического излучения // 2642724

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к диагностическим магнитно-резонансным устройствам визуализации. Устройство содержит систему магнитно-резонансной визуализации для сбора данных магнитного резонанса от субъекта в зоне визуализации, систему сфокусированного ультразвука высокой интенсивности, процессор, причем исполнение команд побуждает процессор управлять системой магнитно-резонансной визуализации, чтобы собирать данные магнитного резонанса, используя импульсную последовательность, при этом импульсная последовательность содержит импульсную последовательность визуализации, используя силу акустического излучения, которая содержит возбуждающий импульс, многомерный градиентный импульс, подаваемый во время импульса радиочастотного возбуждения для выборочного возбуждения интересующей области, который является двумерным, так что интересующая область имеет двумерное поперечное сечение, причем двумерное поперечное сечение имеет вращательную симметрию относительно оси интересующей области, при этом ось интересующей области и ось пучка коаксиальны. Интересующая область содержит заданный объем, который охватывает целевую зону и, по меньшей мере, участок оси пучка. Процессор также управляет системой сфокусированного ультразвука высокой интенсивности для ультразвуковой обработки целевой зоны таким образом, чтобы ультразвуковая обработка целевой зоны происходила во время импульсной последовательности визуализации, используя силу акустического излучения, и реконструирует изображение, полученное с использованием силы излучения, используя данные магнитного резонанса. В медицинском устройстве, работающем с использованием машиночитаемого носителя, выполняется способ функционирования медицинского устройства для магнитно-резонансной визуализации с использованием силы акустического излучения. Использование группы изобретений позволяет сократить время конструирования изображения в реальном времени. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для автоматического мониторинга магнитных полей // 2643233

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического мониторинга магнитного поля Земли в труднодоступных местах, не имеющих стационарных источников питания. Устройство для автоматического мониторинга магнитных полей состоит из датчика феррозондового, изготовленного на одном ферромагнитном сердечнике с двумя намотанными обмотками - возбуждения и считывания, и формирователя тока возбуждения. Устройство содержит магнитометрический модуль, микроконтроллер, радиомодем и модуль приема-передачи. В магнитометрический модуль дополнительно к датчику феррозондовому и формирователю тока возбуждения включены: аналоговый коммутатор, усилитель, формирователь тока компенсации, амплитудный детектор АЦП и ЦАП. Технический результат – уменьшение тока потребления для увеличения времени автономной работы устройства от химических источников тока (батарей или аккумуляторов). 3 ил.

Держатель образца для сквид-магнитометра типа mpms // 2645031

Изобретение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин и может быть использовано при проведении магнитных измерений в следующих областях: физика магнитных явлений, физика конденсированного состояния. Держатель образца для СКВИД-магнитометра типа MPMS содержит цилиндрическую трубку из органического материала, при этом он дополнительно содержит размещенный внутри трубки немагнитный цилиндр, имеющий по меньшей мере один прямоугольный паз, к плоскости которого жестко крепится образец. Техническим результатом изобретения является возможность выполнения высококачественного исследования анизотропных свойств образцов за счет точной ориентации относительно направления намагничивающего поля, увеличение точности и снижение погрешности магнитных измерений. 2 ил.

Способ измерения магнитных моментов однодоменных ферромагнитных наночастиц // 2647155

Изобретение предназначается для измерения магнитных моментов однодоменных ферромагнитных наночастиц. Способ измерения магнитного момента однодоменных ферромагнитных наночастиц путем помещения наночастиц в однородное магнитное поле содержит этапы, на которых через раствор наночастиц пропускают луч инфракрасного электромагнитного излучения с меняющейся длиной волны λ и измеряют резонансную длину волны этого излучения λрез, при которой наблюдается линия поглощения энергии излучения, появляющаяся при действии на раствор магнитного поля с индукцией В, а магнитный момент наночастиц Р находят по формуле: Р=(hc/2Вλрез), где h - постоянная Планка, с - скорость света. Технический результат – повышение точности определения магнитного момента наночастиц.