Способ измерения ЭДС Холла Советский патент 1986 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и может быть использовано для измерения магнитных величин.

Целью изобретения является повышение точности измерения ЭДС Холла за счет исключения зависимости измерений ЭДС Холла от направления магнитной индукций, снижения мультипликативной погрешности, обусловленной временной нестабильностью датчика, формирования управляющего сигнала в момент возникновения про- тивофазности между напряжением переменного тока питания датчика и про- модулированным измеренным сигналом и изменения фазы тока питания датчика на 180°.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ на фиг.2 - временные диаграммы блоков устройства.

Устройство содержит датчик Холла 1, усилитель 2, источник 3 питания, Избирательные усилители 4 и

5,амплитудный детектор 6, сумматор 7, модулятор 8, делитель 9, вычитающий блок 10, синхронный детектор t 1 , гфеобразователь 12 напряжение-код, цифровой индикатор 13, определитель 14 синфазности выполненный в виде двух элементов И под ключенных к триггеру, и коммутатор 5Выход датчика Холла 1 соединен через усилитель 2 входом избиратель ного усилителя 4 и вторьм входом вычитающего блока 10. Вход датчика Холла 1 (токовые электроды) подключен к выходу коммутатора 15 и к пер врму входу определителя 14 синфаз- ности. Второй выход источника 3 пи тания соединен с первым входом коммутатора 15, второй вход которого подключен к выходу определителя 14 скнфазности, второй вход определителя 14 синфазности связан с первым выходом источника 3 питания и первы ми входами СИНХРОННОГО детектора 11 и модулятора-8, а третий вход - с выходом избирательного усилителя 4 и входом амплитудного детектора

6,выход которого подключён к вому входу сумматора 7. Второй вход сумматора 7 соединен с выходом синхронного детектора 11, а выход подключен к вх,оду преобразователя 12 напряжение-код и второму входу мо

дулятора 8, выход которого через делитель 9 соединен с первым входом вычитакнцего блока 10. Вход вычитающего блока 10 через избиратель5 ный усилитель 5 соединен с вторым входом синхронного Детектора 11. Выход преобразователя 12 напряжение-код соединен с цифровым индикатором 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Датчик Холла помещают в магнитное поле и подают ток питания на токовые электроды датчика. На выходе

5 датчика (холловских электродах) наводится напряжение переменного тока, его усиливают усилителем 2, выделяют избирательным усилителем 4 и, преобразовав его в сигнал постоян20 ного тока амплитудным детектором 6j подают на сумматор 7. На выходе сумматора формируется измерительный сигнал, который поступает на преобразователь 12 напряжение-код.

25 Кроме того, выходной сигнал сумматора (измерительный сигнал) после преобразования модулятором 8 в переменный сигнал с частотой тока питания датчика через делитель 9

30 поступает на вычитающий блок 10. На второй вход вычитающего блока 10 подают напряжение переменного тока, усиленное широкополосным усилителем 2. Сигналы, поступающие на

35 два входа вычитающего устройства, должны быть синфазньми. Разностный сигнал с выхода вычитающего блока to выделяется избирательным усилителем 5 и преобразуется в сигнал постоянного тока синхронным детектором 11, опорным сигналом которого является сигнал с источника 3 пита- ния. Сигнал с выхода синхронного детектора 11 поступает на второй

45 вход сумматора 7 и является-управ. ЛЯНЯЦИМ.

При изменении коэффициента передачи измерительного тракта, состоящего из избирательного усилителя 4

50 и амплитудного Детектора 6, от номинального .значения вследствие временной н температурной нестабильности параметров схемы на выходе вычитающего блока 10 появляется сигнал

55 рассогласования определенного знака, который после усиления избиратель- Hbw усилителем 5 и детектирования синхронным детектором 11 преобразуетея в сигнал постоянного тока, суммируется с сигналом амплитудного детектора 6 либо вычитается из него в сумматоре 7. Таким образом, восстанавливается номинальное значение коэффициента передачи измерительног Тракта, состоящего из избирательног усилителя 4 .и амплитудного детектора 6.

При изменении фазы напряжения переменного тока на электродах датчик ввиД У изменения расположения датчика Холла относительно вектора магнитной индукции срабатывает определитель Т4 синфазности в момент наступления противофазности между напряжением на выходе датчика и источником питания 3, Сигнал с выхода определителя синфазности меняет состояние коммутатора 15. В результате меняется направление тока питания датчика Холла 1, что приводит к первоначальному соответствию фаз тока и измеряемого сигнала. Таким образом, на входы вычитающего блока будут поступать синфазные сигналы.

При изменении направления вектора магнитной индукции относительно расположения датчика измеритель 14 синфазности переключает коммутатор

Фиг.1.

Составитель А. Дивеев Редактор Л. Веселрвская Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2981/49Тираж 728 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

15 и вновь восстанавливает совпадение фаз измеренного сигнала и ис- точника питания.

Устройство, реализующее способ, изготавливается полностью из стандартных блоков.

Формула изобретения

Способ измерения ЭДС Холла, содержащий подачу переменного тока питания на токовые электроды датчика, формирование измерительного сигнала путем измeнeн я уровня дет.ектирован- ного напряжения переменного тока под управляющим воздействием, последующую модуляцию измерительного сигнала, причал управляющее воздей- стаие является разностным сигналом между напряжением переменного тока и промодулированным измерительным сигналом, отличающийся тем, что, с целью повьппеиия точности измерения, в момент возникновения противоф азнрсти между напря - жением переменного тока и пpo foдy- лировалньм измерительным сигналом формируют управляющий сигнал и изменяют на 180° фазу тока питания , датчика.

Изобретение относится к магни- тоиэмерительной технике. Может быть использовано для измерения магнитных величин Цель из обреете ния - повышение точности измерения ЭДС Холла - достигается тем, что исключается зависимость измерений ЭДС Холла от направлеш1й магнитной индукции и снижается мультипликативная погреншость,обусловленная временной нестабильностью датчика,а также путем формирования управляющего Сигнала в момент возникновения противо-- фазности между напряжением переменного тока питания датчика и промо- дулированным измеренным сигналом. Устройство, реализующее способ, содержит датчик Холла 1, усилитель 2, источник питания 3, избирательные усилители 4 и 5, амплитудный детектор 6, сумматор 7, модулятор 8, делитель 9, вычитаю1ций блок 10, синхронный детектор 11, преобразователь напряжение-код 12, цифровой индикатор 13| оггределитель синфазности 14, коммутатор 15. Работа устройства поясняется по временным диаграммам в описании изобретения. 2 ил. с S. (Л в 13 оо со 4