Способ измерения сильных магнитных полей

 

Союз Севвтскнк

Сецреааистюнюснк

Ресеублмк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

IC АВТОИЖ©МУ СЭИДИ П!ЛИСТВУ (е1) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 171078 )23)2673073/18-21 (5ЦМ KII3 с присоединением заявки ¹

Гесулврстэеекмй кеннет.СССР ее ямам кзебретеккя к еткрмтвй

G 01 В 33/06 (23)Приоритет

Опубликовано 3@08.81. БЮллетень т4В 32

Дата опубликования описания 30.0881

РЙЮ 621.317. .44(088.8) (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ

Изобретение относится к магнитным измерениям, а более конкретно к маг нктоиэмерительным устройствам, ис.пользующим в качестве первичного 5 преобразователя гальваномагнитные датчики.

Из известных способов измерения сильных магнитных полей датчиком

Холла наиболее близким по технической т, сущности к предлагаемому является способ, основанный на методе взаимной коррекции, в котором воздействуют на. выходной сигнал датчика (шуитируют выходное сопротивление датчика сойротивлением участка сток-исток поле- 5 вбго транзистора), а величину корректирующего воздействия определяют путем сравнения заданной ЭДС и Э@С иа выкоде амплитудного детектора, имеющего квадратичную характеристику (11. 2©

Известный способ имеет недостаточную точность измерения.

Цель изобретения - повиаение точности измерений.

2$ Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения сильных маг» литвы» полей путем воздействия на зв@содиой сигнал модулируют амялитуду выходного сигнала, выделяют одну его составляющую с частотой управлякщего тока, а другую - с комбинационной частотой модуляции выходного сигнала и управляющего тока, и по сигналам, пропорциональным разности ЭДС полученных составлякзцих регулируют величину управляющего тока.

На фиг. 1 изобракен выходной сигнал датчика; на фиг. 2 — функциональная схема устройства, реализующего способ.

Реализация способа включает следующие предварительные операции.

Подключают токовые выводы датчика к источнику переменного тока1 с частотой ш л компенсируют остаточное напряжение датчика Ю е и,затем по-. мещают датчик в зарайее известное слабое магнитное поЛе В.

Иадулирувт выходной сигнал датчика по амплитуде с постоянной частотой Я., например, путем периодического заьзакания и размыкания меяду собой холловских выводов (в случае магяитерезистора его два вывода такие заийкаался мезду собой). Необходимо отметить, что и рЕэультате модуляции в иаодной сигнал датчика представляет . собой четкую функцию, имеющую перемвийув и постоянную составляющие (Фиг,-1).

859976

Выделяют ЭДС с комбинационной частотой + Я. и ЭДС с частотой Ubс помощью фазочувствительных усилителей, настроенных на частоты te и Ю + Я. соответственно.

Устанавливают коэффициенты усиления К 1 и К упомянутых усилителей таким образом, чтобы на входе сравнивающего устройства ЭДС с частотами (6 и Ю +.И. были равны.

Основные операции способа следующие.

Помещают датчик в измеряемое сильное магнитное поле 8. По результату разности ЭДС с частотами 0U + 9. и се, получаемому на выходе сравнивающего устройства, определяют величину корректирующего воздействия.

Корректируют коэффициент преобразования датчика по величине. полученного выше напряжения коррекции путем регулирования величины управляющего 20 тока ?, протекающего через датчик, например, путем изменения величины сопротивления управляемого аттенюатора, включенного в цепь между генератором тока с частотой (и и датчиком. 25

Устройство содержит датчик Холла 1 с токовыми выводами 2 и холловскими выводами: 3, генератор 4 тока с частотой (U подключенный к токовым выводам 2 через управляемый аттенюатор 1О

5, контакт б, управляемый генератором

4 тока, к холловским выводам 3 подключен фазочувствительный избирательный, тракт 7, настроенный на частоту щ и регистрирующий прибор 8, к холловс-З кйм выводам 3 также подключены фазочувствительный избирательный тракт 9, настроенный на частоту 2 > к выходу упомянутых трактов 7 и 9 подсоединено сравнивающее устройство 10, выход которого соединен с управляемым 40 аттенюатором 5.

Устройство работает следующим образом.

При помещений датчика Холла 1 в измеряемое магнитное поле В, в котором коэффициент преобраэования датчика 1 постоянен, на хойловских выводах 3 возникает ЭДС, а так как контакт б., упРавляеыяй от генератора

4 тока периодически замыкает и раз. ьйкает холловские выводы 3, то выходной сигнал датчика модулируется по амплитуде, в. результате которой на .выходе датчика Холла 1 возникают две

ЭДС: с комбинационной частоТой 2 частоты модулирукйцего воздействия о и частоты а> управляющего тока щ .Выходные напряжения Мю и Ю щ соответственно выделяются и усиливаются фаэочувствительными избирательными .трактами 7 и 9, коэффициенты усиле.иия которых выбраны таким образом, что усиленные Оа и Цц быяи равны

: между собой на Входе сравнквахиц.зго ..устройства 10. 8 случае измерения д сильного магнитного поля В .коэффициент преобразования датчика 1 изменяется, а сама характеристика преобразования датчика становится нелинейной, в связи с этим нарушается условие равенства напряжений U ia 02, на входе сравниваниМего устройства 10, поэтому на выходе сравнивающего устройства 10 появляется выходное напряжение, которое изменяет величину сопротивления управления аттенюатора

5, посредством .которого регулируют величину управляющего тока датчи- . ка .1, до восстановлений первоначального значения коэффициента преобразования датчика 1, при котором характеристика преобразования датчика линейна.

Технический эффект предлагаемого устройства заключается в повьиаении метрологических характеристик магнитометров с.гальваномагнитиыми датчиками за счет лииеаризации амплитудной характеристики преобразования благодаря стабилизации коэффициента преобразования датчика, одновременно обеспечивается и стабилизация других параметров.

Кроме того, использование для стабилизации коэффициента преобразования датчика результата разности ЭДС с комбинационной частотой ug +Я и

ЭДС с частотой со управляющего тока,. ц в результате модуляции, позволяет использовать результат разности для регулирования величины управлякщего тока, создает возможность охватить обратной связью и сам первичный преобразователь, что способствует повьыению точности устройств. реализующих предлагаемый способ. Благодаря тому, что регулирование величины управлякщего .тока производится в широком диапазоне, можно существенно .расширить и динамический диапазон измерений особенно в сторону сильных -магнитных полей.

Формула изобретения

Способ. измерения сильных магнитных полей путем воздействия на выходной сигнал, отличающийся тем, .что, с целью повьинения точности измерений, модулируют амплитуду выходного сигнала,; выделяют одну его составляющую с частотой улралякицего тока, а.другую — с комбинационной частотой модуляции выходного .сигнала и управляющего тока, и по сигналам, пропорциональным разности ЭДС, полученных составлякщих. регулируют величину управляющего тока. источники информации, принятые ео:síèìaèè при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 24146,.кл. G 01 и 33/02, 1977. .859976

Составитель М. Юликов

Ре актор М. Лысогорова ТекредМ.. Рейвес . Еорректор Г ° Ре4аетяик, Мю

Эакав 7541/69 Мираи 732 . Подиисное

ВНИИПИ Государственно комитета СССР по делазе.иэображений а открвтий

113035, Москва, М-35, Рауаскаа. иаб, д. 4/5

ФЬ ю ю ЮВ Ю М ю 4ы4в юавевюююуююю юе ему

Филиал ППП "Патент", r. УМФФрод, Уи.:Щр@ Фктиаи, 4