Датчик магнитного поля



Датчик магнитного поля
Датчик магнитного поля

 


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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.
Наверх