Магнитометр
О П И С А Н И Е »488I68
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (()1) Доволпителшгос к lBI . свпд-в (22) Заявлено 06.08.73 (2! ) 1950993/26-21 (51) Ч К r. G Olr 33 06 с присоединением заявки— гасударственный камитет
Сееета Министрае СССР
Ао делам изааретений и аткрытий (23) Прнорнтет—
Оп .блпковано 15.10,75. Бюллетень М 38 (53) УДК 621.317. .44 (088.8) Дата опубликования описания 02.06.76 (72) Авторы изобрстения
П. А. Назаров и И. В. Путято
Физико-технический институт АН Туркменской ССР (71) Заявитель (54) МАГН ИТОМЕТР
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магнитометрии для измерения постоянных ма|гнитных полей.
Известен магнитометр, содержащий измерительный,зонд с датчиком Холла, балансировочные резисторы, источник переменного напряжения, усилитель и регистрирующий прибор. Однако в известном,магнитометре вследствие температурного и,временного дрейфа паразитной резистивной составляющей остаточного напряжения возможен уход нуля, что нарушает точность, Цель изобретения — повышение точности магнитометра.
Предлагаемый магнитометр в отличие от известного снаожен последовательно соединенными узкополосным усилителем, блоком управления и регулируемым источником напряжения,,выход которого подключен к входным электродам датчика Холла, а вход узкополосного усилителя — к соответствующим выходным электродам датчика Холла. Датчик Холла может быть выполнен с пятью электродами: двумя входными,,расположенными на торцах пластины, и тремя выходными, расположенными в середине пластины на ее боковых гранях, благодаря чему могут быть уменьшены размеры, измерительного зонда.
Электрическая схема магнитометра изображена на чертеже.
Магнитометр содержит измерительный зонд 1 с .датчиком Холла 2, представляющим
5 собой полупроводниковую пластину с двумя входными 3 и тремя выходными 4 и 5 электродами. Входные электроды датчика Холла расположены на торцах пластины, а выходные электроды —,в середине пластины на ее
10 боковых гранях. К входным электродам подключается регулируемый источник б переменного напряжения. Выходные электроды 4 подключаются к входу регистрирующего прибора 7 через усилитель 8 с регулируемым ко(5 эффициентом усиления. Регулирование коэффициента усиления усилителя 8 производится при помощи цепи 9 обратной связи, коэффициент обратной связи которой изменяется при помощи сигнала, снимаемого с шунта 10.
20 Для выра внивания потенциалов электродов 4 при отсутствии магнитного поля используется балапсировочный резистор 11, для выравнивания потенциалов электродов 4 и 5балансировочный резистор 12.
25 С целью регулирования тока управления в зависимости от температуры окружающей среды, в предлагаемом магнптометре предусматривается звено регулирования, состоящее из узкополосного усилителя 13 с болыш м козо эффициентом усиления и блока управления
488168
U = /г ° R„ I,.„„ /г,„. В, где /г — коэффициент пропорциональности;
R., — постоянная Холла;
I,„р — ток управления датчика Холла;
/:,, — коэффициент усиления усилителя измерительного тракта;
 — индукция измеряемого магнитного поля.
Из равенства (1) следует, что условием пропорциональности выходного сигнала усилителя 8 только индукция измеряемого магнитного поля является
1,,„„ /г,, = const. (2) Для выполнения условия (2) в цепь регулирования коэффициента усиления усилителя 8 подводится напряжение, пропорциональное току управления датчика Холла.
При изменении температуры окружающей среды вследствие температурной зависимости физических параметров, датчика Холла происходит перераспределение потенциалов на электродах .датчика Холла, что сопровождается появлением разности потенциалов на электродах 4 и 5. На вход усилителя 13 пода3
14, выходной сигнал с которого подается в цепь управления регулируемого источника 6 переменного напряжения, При подключении измерительного зонда к источнику переменного напряжения через датчик Холла протекает ток управления.
При отсутствии магнитного поля и фиксированной температуре окружающей среды при помощи балансировочных резисторов 11 и 12,производится первоначальное выравнивание потенциалов электродов 4 и 5. Через измерительный зонд протекает ток управления I,,„. и устанавливается определенная температура То датчика Холла.
Измерительный зонд вносится в магнитное поле, индукцию которого необходимо измерить. На выходных электродах 4 датчика
Холла появляется напряжение, пропорциональное измеряемой индукции магнитного поля, которое усиливается и подается на вход регистрирующего прибора 7. Это напряжение может быть представлено выражением: ется сигнал, усиливается этим усилителем и через блок управления 14,поступает в цепь управления регулируемого источника 6 переменного напряжения. Величина и полярность ь выходного сигнала блока управления 14 зависит от величины и направления изменения температуры, датчика Холла от первоначального значения Тр. Выходной сигнал блока управления управляет источником переменного
l0 напряжения. В результате этого ток управления датчика Холла увеличивается или уменьшается в зависимости от знака отклонения температуры элемента от первоначального значения То. Процесс изменения тока управ15 ления продолжается до тех пор, пока температура датчика Холла не достигнет своего первоначального значения Т .
Поскольку температура Т датчика Холла достигается при токе управлеши, отличном
20 от тока 1„ц,„то для выполнения условия (2) необходимо изменить коэффициент усиления усилителя 8 в сторону, противоположную изменению тока управления. Для этой цели с шупта 10, включенного в цепь управления
25 измерительного зонда, снимается сигнал, пропорциональный току управления, и подается в цепь 9 обратной связи усилителя 8.
Формула изобретения
1. Магнитометр, содержащий измерительный зонд с датчиком Холла, балансировочные резисторы, источник переменного напряжения, усилитель и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен последовательно соединенными узкополосным усилителем, блоком упра вления и регулируемым источником напряжения, выход которого подключен к входным электродам датчика Холла, а вход узкополосного усилителя — к соответствующим выходным электродам, датчика Холла.
2. Магнитометр по п. 1, отличающийся
45 тем, что, с целью уменьшения размеров измерительного зонда, датчик Холла выполнен с пятью электродами: двумя .входными,,расположенными на торцах пластины, и тремя,выходными, расположенными в середине пла60 стины на ее боковых гранях.
488168 ,1 1
Составитель Н. Блннкова
Редактор Л. Жаворонкова Текред 3. Тараненко Корректор,11. Лейзерман
Заказ 562 Изд. № 1907 Тираж 902 Г1одн ил юг
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб., д. 4/5
МОТ, Загорский филиал
