Измеритель мгновенных значений магнитных полей с помощью датчиков холла

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

1н1) 530291

ИЗОБРЕ е ЕНЙЯ (61) Дополнительное - ?BT. саид-ву (22) Заявлено 17. Оо. 75. (21) 2144917/21

G 01 R 33/06 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Государственный комитет

Соната Министрав СССР па делам иэабретений и аткрытий (43) Опубликовано 30. 09. 76. Бюллетень № 36 (53) УДК 621.317. 44 (088.8) (45) Дата опубликования описания 06.01.77 (72) Автор изобретения

В. М. Лачинов

Э (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ МАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ С ПОМОЩЬ10 ДАТЧИКОВ ХОЛЛА

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения мгновенных значений переменно-импульсных и постоянных магнитных полей в ускорителях заряженных частиц с помощью датчика Холла, питаемого повышенным импульсным током.

Известны устройства для измерения мгновенных значений магнитных полей, содержащие датчик

Холла и усилители.

Такие устройства имеют низкую точность измерения из-за дрейфа измерительных усилителей и смещения нуля, Известны также измерители мгновенных значений магнитных полей с помощью датп1ков Холла, содержащие источник импульсного тока и стробимпульса, два операционных усилителя, источник опорного напряжения делитель напряжения и регистратор.

Однако эти устройства имеют низкую точность измерения.

Цель изобретения — повысить точность измерения путем устранения дрейфа усилителей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено линией задержки и двумя дифферен.циальными усилителями: Инверсный вход первого дифференциального усилителя соединен с источником опорного напряжения, неинверсный вход его соединен со входом регистратора и выходом второго операционного усилителя, выход же первого

5 дифференциального усилителя через линию задержки подключен к неинверсному входу второго дифференциального усилителя, к инверсному входу которого через делитель напряжения подключен источник опорного напряжения, а выход второго дифферен10 циального усилителя подключен к инверсному входу второго операционного усилителя.

На фиг. 1 показана схема измерителя; на фиг. 2временные диаграммы его работы, Измеритель содержит источник 1 импульсного

15 тока для питания датчика " Холла и регистратора 3,. в качестве которого может быть использован аналого-цифровой преобразователь, а также источник 4 опорного напряжения, Выход датчика Холла соединен со входом операционного усилителя 5, выход

20 которого подключен к одному из выходов операционного усилителя б. Выход усилителя 6 соединен с первым инверсным вьодом дифференциального усилителя 7, в1орой инверсный вход которого подключен к исто дп,ку 4. Выход усилителя 7 через линию 8 задержки со=дипел с первым инверсным

530291

3 входом операционного усилителя 9, на второй инверсный вхОд которого через делитель напряжения на ре- зисторах 10-12 подано напряжение с источника 4.

Работает измеритель следующим о браэом.

Усилители обеспечивают прием сигнала с датчи 5 ка, требуемый диапазон измерения полей, а с помоною . внешнего опорного напряжения - задание на входе

I регистратора различных уровней и полярности напряжений смещения (пьедестала), Последние дают воз10 можность работать измерителю в разных режимах: изменять диапазон измеряемых полей, при отрицательных смещениях повышать точность и разрешение регистратора, при положительных — регистрировать как положительные, так и отрицательные значения измеряемых величин поля, включая и малые поля.

Чем точнее поддерживается постоянство напряжения смещения на входе регистратора, тем выше точность измерений полей.

Постоянное напряжение с выхода операционного усилителя 6 (напряжение)смещения на регистраторе 3) сравнивается с опорным напряжением, поступающим от его источника 4, с помощью дифференциального усилителя 7. Конденсаторы в цепи усилителей 7,9 снижают полосу пропускания системы регулирования соответственно длительности импульса питания, Сигнал рассогласования с выхода усилителя 7 и остаток измеряемого импульса через линию задержки 8 подаются на Инверсный вход операционного усилителя 9. Длительность задержки выбирается большей, чем длительность импульса питания датчика (фиг.2), например, 1,1 T.

Благодаря этому — на выходе операционного усилителя б импульс из канала обратнои связи появляет35 ся после того, как основнрй измерительный импульс заканчивается. Следовательно, . канал обратной связи совершенно не.влияет на измерительный импульс. Последнее позволяет не очень сильно подавлять импульс в канале обратной связи (выби- 4О рать конденсаторы достаточно малыми),т.е. сохра:нить малое время восстановления выходного уровня до заданной стабилизируемой величины и обеспечить высокую частоту повторения измерений.

На инверсный вход операционного усилителя 9 через делитель на резисторах 10,11,12 подано опорное напряжение. Делитель выбирается таким, что при регулировке опорного напряжения в широком диапазоне в системе стабилизации выходного напряжения смеп@ния компенсируется напряжение статизма. Таким образом, опорное напряжение и напряжение смещения точно совпадают друг с другом во всем рабочем диапазоне величины. Вариации же постоянного напряжения смещения от различных причин подавляются соответственно коэффициенту стабилизации этой системы более,чем в 100 раз, Применение предлагаемого устройства значительно упрощает настройку усилителей по постоянному току, позволяет применять автоматическое переключение диапазонов или установку требуемого смещения на регистраторе 3, например от ЭВМ, используя цифро-аналоговый преобразователь.

Кроме того, не требуется переодически проверка напряжения смещения, которое автоматически поддерживается с высокой точностью.

Формула изобретения

Измеритель мгновенных значений магнитных полей с помощью датчиков Холла, содержащий источник импульсного тока и стробимпульса, два операционных усилителя, источник опорного напряжения, делитель напряжения и регистратор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен линией задержки и двумя диффере щиальными усилителями, инверсный вход первого дифференциального усилителя соединен с источником опорного напряжения, неинверсный вход его соединен со входом регистратора и выходом второго операционного усилителя, выход же первого дифференциального усилителя через линию задержки подключен к неинверсному входу второго дифференциального усилителя, к инверсному входу которого через делитель напряжения подключен источник опорного напряжения, а выход второго дифференциального усилителя подключен к инверсному входу второго операционного усилителя.

530291 свр

Составитель Б. Коншин

ТехРед Г. Родак

Корректор А. Гриценко

Редактор Е. Дайч

Филиал ППП Патент", r. Ужгород,ул. Проектная, 4

Заказ 5222/647 Тираж 1029 Подлисное

1111ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.,д. 4/5