Устройство для измерения эдс холла
г8т% 59 Вой оо к г
О Il И С А Н И Е 66000I
Со аз Сов Tc i8x
Социалистических
Ррспублик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.07.75 (21) 2164301/18-21 (5 I ) .Х1. Кл >
G 01R 33/06 с присоединением заявки №
Государственный комитет
СССР по делам изооретеии и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16
1 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 621.317.44 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Брайко, И. П. Гринберг, Д. В. Ковальчук, В. В. Измайлов и С. Г. Таранов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭДС ХОЛЛА
Изобретение относится к технике измерения истинного значения ЭДС Холла и предназначено для использования в магнитоизмеритсльной аппаратуре, в частности для построения измерителей истинного значения магнитной индукции.
Известен измеритель, содержащий элемент Холла с двумя парами противоположных электродов, автоматический переключател ь электродов, источник питания, делитель (умножитель) частоты, синхронный детектор и индикаторный прибор (1).
Благодаря использованию в нем коммутации переключателя электродов с частотой, в четное число раз превышающей ча- 15 стоту тока питания датчика Холла, и синхронного относительно тока питания детектирования выходного сигнала переключателя удастся исключить как влияние напряжения неэквипотенциальности на результа- 20 ты измерения. так и устранить частично погрешность, обусловленную остаточными параметрами переключателя, наводками частоты управля1ощего сигнала переключателя и коммутационными всплесками. 25
Однако резкое отличие условий работы токовых к:почей, соединяющих элемент
Холла с источником питания, и холловских ключей, соединяющих элемент Холла с синхронным детектором (одни предназначены ЗО для коммутации токов порядка сотен мпллпампер, а другие — для передачи слабых сигналов, не превышающих десятков мплливольт), приводит к несинхронной работе этих ключей. Это вызывает коммутационные всплески, влияние которых на результат измерения. как правило, не может быть полностью устранено из-за невозможности подбора пар ключей элементов с абсолютно одинаковым временем включения и выключения. И поскольку автоматический переключатель должен содержать по две пары ключеBblx элементов, отдельно в токовой и холловской цепях датчика, достижение синхронизма в их работе является довольно трудной задачей. К тому же решение этой задачи непосредственно связано с получением управляющего воздействия на ключевые элементы с одинаковой и минимальной длительностью переднего н заднего фронтов прп индуктивной или емкостной нагрузке, что тоже сопряжено с серьсзнымп трудностями.
К одним из наиболее существенных проявлений асинхронизма в отключении токовой и подключении холловской цепей к любой паре электродов следует отнести нали«»е значительных выбросов в выходном сигнале датчика Холла. Они представляют собой падение напряжения на сопротивлении
6600() 1
60 (17ор мул Я изобретения
Дя Г>1111(il От (ок(1 11!11 яиllя, про! СE3;1KlIli()ГО 1(рсз дат шк 13 течение вре>(сни i (пяздыва
1lII El. I 1р1! 111!(я xl i! пос, 1сднсГО (>107кс Г Оыть собственное время задср)ккп в опт 110чснпи токовы:>; 1 ..(IoilcEE, 1317С. >(си((в(с и фазовыс
СДВИГИ <>(С7КД» > ИР а(в >13!(ОЩИМИ СИГНЯ.1 Я МИ токовой и холловской коммутационных Ilcu(Й, f)<)3JI(131 кр тllзн(1 liX (f)pOIITOE3.
ИзВсс (lы 3 c ро(!ст(3 1 дг!)1 измсрспи(1 ЭДС
Холла, 13 которых применено поочередное
IIlITElliIl(дат шка Холла импульсами тока через обе пары электродов олягодаря исПОЛЬЗОВЯ!(И(О 13 ДВУX TOK0131>IX ЦСП(IХ;((Г !ИIЧ(Н(3 (IP;i 13,(>EC >(I, Д(!Од!1!>1 Х КЛ К) i(II, i та Кж(<)с;-п(сств Icl10 бсском(>(С1;) Ii!1<)1311()c ((".((м!! f)0I3EIJI1IС l3biХО TEE hJX СИГ(! ЯЛ 013 ДЯ 1 (И КEI С 110. (Оп(ью дв) х Вы !Итяюших х стройстli и г(, ммятора 121.
110 данное рсшсппс оказывается груд((о реализуемым практически, и связано это с
JEcI3oa»Eoa EEocTE J0 компенсации с требуемой точностью больши,; по cpaE313clIE(10 с полезным сигпя in»i падений напряжения на сопротивлениях датчика между электродами и посредством компенсирующих обмоток и псрсмсш(ых резисторов, с нсидеитичностью вольт-амперных, температурных, время-коммутационных характсристик существующих диодов, обуславливающих ссрьсзныс амдитпвпыс и мультипликациошзыс погрсшности, и со сложностью изготовления
lI;Icпти 1пыx сTÿоильпыx трансформаторных !
31 (I IIT ((011(iIX КЯСКЯДОВ С I>!I!Ill!i>(Я:Ihllhl МИ Piv(косп(ымп и (ззапмоиндуктиш(ымп связями между обмотками.
Цель изобретения - - повышение точности и 3 Цель достигается тем, что В изме1:итель, содержащий последовательно соединенные трансформатор с двумя вторичными обмотками, датчик Холла, автоматический переключатель, синхронный детектор и индикатор, я также делитель частоты, подключенlIh11! к второму Входу синхронного детектора, и двя диода, каждый из которы., Вклю На фиг. 1 представлена схе:(а предлагаемого измерителя ЭДС Холла; па фиг, 2— график токов и напряжений измерителей. Измеритель содержит датчик Холла 1 с двумя парами ElpoTJIE30II030)KIIhIx электродов 2, 3 и 4, 5, источник 6 питания, делитсль 7 частоты, прерыватель 8, блок 9 согласования, трансформатор 10 с двумя вторичными обмотками, диоды 11 и 12, переключатель 13 холловскпх электродов, синхронный детектор 14 и индикаторпыи прибор 15. 13 73 >(5 < х r 3 jioi i<" !3!! 1);i < ><)" ) (!. > . > ) > i . атчик Холлa 1 1поочсрсдно запитывается через пары противоположных электродов 2, 3 и 4, 5 импульсами "îêà (см. фиг. 2, д, e), часто!а следования которых, в простейшем случас, в два раза мспьшс частоть! с 1(Гнала источl!1!кя () Ilит I II II)I (cx(. фиг. 2, б). Это достигается формированием посредством ирсрыватсля 8, управляемого от делителя 7 часто-.ы с коэффициентом деления два, пз псриоди (еского непрерывного сип(яля игточникя 6 1!рс1)ь!131!С)01 î сигнал(1 (гxl. 6,101 01 ()(л;!го()янин 11 тря(ю(f)0f)x(3тор 1(1 13 т01(0iil>I(цспп кя.кд )и пары )лсктродов д Ei I и к Я X o;I . 1 (1 > 1 Р с !3 Р >l и (а с т Г и В ОД И О и О;! Я PIl I>Ic им(1 гл h(ы бл ЯГОД)(Р и Вклlо (шlн!>! ч ИОслсдоватсл lio jiатчиком диодам 11 и 12. 110лярпость импульсов тока через кя7кдую пару электродов выбирается путем соответствующего вкл(очения диодов такой, чтобы при действии ма(ни(но(1 индукции на датчик Холла полярность ЭДС Холла с обеих пар холловских электродов была одинакова (см. фиг. 2, ж). Тогда частота переменной составляющей полезного сигнала на выходс переключателя 13 холловских электродов, управляемого от исто и(ика 6 питания, совпадает с частотой коммутации прерыватсля 8, а частота напря)кения нсэквппотенциальности вследствие свойства необратимости датчика определяется частотой ист()яника 6 питания. Дальнейшее синхронl Использование новых элементов — прерывателя 11 блока согласования, выгодно отличает предлагаемый измеритель ЭДС Холла ог известных, поскольку уменьшаются как составляющие погрешности, обусловлсниыс коммутационными всплесками, 13ыз(3анньп((и несинхронной работой пар кл(очей и остаточными параметрами токовых ключей, так и погрешности, связанныс с кoмпенсацией больших паразитных сигналов, а также исключается необходимость в TLUà TcclûJOì подборе идснтичных пар ключей. В результате будет повышена точность измерения истинного значения ЭДС Холла прп значительном упрощении настройки устройства. Устройство для измерения ЭДС Холла, содержашсс последовательно соединенные трансформатор с двумя вторичными обмотками, датчик Холла, автоматический пере660001 5.- ог Составитель Е. Данилина Редактор А. Купрякова Техред Л. Котова Корректоры: P. Беркович и Л. Орлова Заказ 689/17 Изд. № 297 Тираж 1089 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам зобрстешш и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская Раб., д. 4 5 Типография. пр. Сапунова, 2 к IIOчатсль, синхронный детектор и индикатор, а также делитель частоты, под.:.люченный к второму входу синхронного детектора. и два диода, каждый из которых включен между соответствующей вторичной обмоткой трансформатора и парой противоположньгх электродов датчика Холла, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повыгпения точности измерения, дополнительно введены последовательно соединенные прерыватель и блок согласования, выход которого подключен к первичной обмотке трансформатора, а вход прерывателя — к выходу делителя частоты. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 441534, кл. G 01R 33/06, 1972. 2. Лвторскос свидетельство СССР 10 № 464876, кл, G 01 R 33/06, 1973.
