Устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических республик
< >954907 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 03. 81 (21) 3255969/18-21 с присоединением заявки J6— (23) Приорнтет—
Опубликовано 30 . 08. 82. Бюллетень М 32
Дата опубликования описания 30.08.82 (5I)M. Кл.
G 01 R 33/06
Государственный коинтет
СССР но делан нзо4ретеннй н открытий (53) УДК 621. 317. ..421(088.8) А. Г. Командровский, Ю. И. Муравьев и Н. M. 1Семв%оК (,-(;.т(,,;.„. (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель
@1(6д1т0т к,к, (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения магнитной индукции .постоянного магнитногб поля и может быть использовано при измерении магнитной индукции в воздушных зазорахканалах и отверстиях электротехнических устройств, а также их полей рассеяния.
Известны устройства для измерения магнитной индукции, в которых линеаризация характеристики датчика Холла осуществляется путем ее коррекции в диапазоне измерений за счет автоматического изменения выходного напряжения датчика Холла или его тока управления с помощью ряда пороговых устройств, срабатывающих при достижении выходным напряжением датчика Холла определенного значения (1) .
В этом случае линейность характеристики преобразования определяется числом точек коррекции, т. е. количеством пороговых устройств, и может быть получена весьма высокой. Однако наличие у пороговых. устройств явле" ния гистерезиса приводит к неоднозначности результатов измерений в районе точек коррекции характеристики и, как следствие, к появлению дополни" тельной погрешности измерений. Недостатком таких средств измерений также является их сложность.
Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения магд нитной индукции, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла, усилитель„ а также регистрирующий прибор (21. .Однако это устройство обладает существенной погрешностью при измерении магнитной индукции более 0,10,2 Тл, что обусловлено нелинейностью характеристики датчика Холла.
Цель изобретения - повышение точ-. ности измерений.
954907
Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла и усилитель, а также регистрирующий прибор, введены последовательно соединенные операционный усилитель, цепочка иэ двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых диодов, 10 масштабный преобразователь и сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилителя и входом операционного усилителя, а выход - с регистрирующим прибором. 15
На чертеже представлена структурная схема устройства.
Устройство содержит последовательно соединенные стабилизатор 1 тока, датчик 2 Холла, усилитель 3 операционный 0
1 усилитель 4, цепочку 5 из двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых диодов, масштабный преобразователь б, сумматор 7 и регистрирующий прибор 8, причем второй вход сумматора 7 связан с выходом усилителя 3.
Устройство работает следующим образом. датчик 2 Холла управляется током
I стабилизатора тока. Выходнее на3 пряжение U датчика 2 Холла поступает на вход усилителя 3 и после усиления на второй вход сумматора 7. Напряжение U с выхода усилителя 3 поступа-. ет также на вход операционного усили3S теля 4, к выходу которого подключена цепочка 5 из двух встречно-параллельно включенных диодов. Коэффициент передачи масштабного преобразователя б
40 устанавливается таким, чтобы на первый вход сумматора 7 поступало напряжение U„, равное составляющей напряжения U, обусловленной нелинейностью характеристики датчика Холла
2 с противоположным знаком. В этом
45 случае выходное напряжение U< сумматора 7 поступающее на вход регист)
1 ирующего прибора 8, определяется линейной составляющей напряжения U т. е. пропорционально измеряемой маг50 нитной индукции. Погрешность линеаризации характеристики преобразования определяется точностью аппроксимации зависимости погрешности нелинейности датчика 2 Холла от измеряемой магнит- 3 ной индукции. Эта точность может быть получена весьма высокой для обеих полярностей измеряемой магнитной индукции за счет использования соответствующих участков нелинейной вольт амперной характеристики диодов цепочки 5, что достигается установкой необходимого коэффициента усиления операционного усилителя 4 и коэффициента передачи масштабного преобразователя
6. При этом линеаризация характеристики преобразования обеспечивается для любого характера зависимости магнитной чувствительности датчика Холла 2 от магнитной индукции, например, простым переключением входов операционного усилителя 4. Так, при использовании датчика Холла 2, магнитная чувствительность которого увеличивается с ростом магнитной индукции, напряжение U должно поступать на инвертирующий вход операционного усилителя 4, а при использовании датчика
Холла 2 с другим характером за-. висимости магнитной чувствительности - на его неинвертирующий вход.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля при любом характере нелинейности преобразователя Холла. Например, использование в качестве масштабного преобразователя б делителя напряжений на резисторах, а в качестве сумматора 7дифференциального операционного усилителя, позволяет обеспечить компенсацию нелинейности характеристики преобразования для датчиков Холла разных типов в 15-20 раз.
Формула изобретения
Устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла и усилитель, а также регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные операционный усилитель, цепочка иэ двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых диодов, масштабный преобразователь и сумматор, второй вход которого соединен с выходом. усилителя и входом операционного усилителя, а выход - с регистрирующим прибором.
954907
Составитель М. Клыков
Редактор И. Тыкей Техред М. Гергель Корректор С. Шекмар
Тираж 717 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 6426/46
Филиал RflR "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 458791, кл. G 01 В 33/06.
Ь
2. Афанасьев Ю. В. и др. Магнитометрические приборы, преобразователи и установки. Л., "Энергия", 1972, с. 173-179.
