Зонд для измеренияя магнитных полей Советский патент 1988 года по МПК G01R33/07 

DO 05

00

00

ос

ее

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и может исполь - зоваться для высокоточных измерений слабых магнитных полей.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет, того, ЧТО1 в зонде, содержащем преобразователь Холла, обеспечивается электронной схемой стабилизация сопротивления пластины преобразователя Холла, что позволяет устранить погрешности, вызванные изменением температуры и изменением индукции.

На фиг. 1 представлена функциональная схема зонда для измерения магнитных полей-, на фиг. 2 - диаграмма напряжений на выходах генератора тактовых импульсов-; на фиг. 3 - диаграмма напряжений на электродах ПХ; на фиг. 4 - структурная функциональная схема генератора тактовых импульсов.

Зонд для измерения магнитных полей содержит ключи 1-5, блок 6 памяти, блок 7 сравнения, источник 8 опорного напряжения, формирователь 9 амплитуды, генератор 10 тактовых импульсов, источник 11 питания, преобразователь 12 Холла (ПХ).

Выходы генератора 10 тактовых импульсов соединены с управляющими входами ключей 1-5, выход первого ключа 1 соединен с входами ключей 2 и 3 и холловским электродом ПХ 1-2, второй холловский электрод подключен к общей шине. Выход второго ключа 2 содинен с входом блока 6 памяти, выход которого соединен с одним из входов блока 7 сравнения, на другой вход которого, подключен источник 8 опорного напряжения. Выход блока 7 сравнения соединен с управляющим входом формирователя 9 амплитуды, выход которого соединен с входом четвертого ключа

4,выход которого соединен с токовым электродом ПХ и выходом пятого ключа

5.Выходы источника питания соединены с входами первого 1 и пятого 5 ключей и входом формирователя 9 амплитуды. третьего ключа 3 соединен с измерителем магнитной индукции.

Генератор 10 тактовых импульсов (фиг. 4) содержит генератор 13 напряжения треугольной формы, первый компаратор 14, первый источник 15 опорного напряжения, первую дифференцирующую цепочку 16, первый ждущий

0

5

0

мультивибратор 17, второй компаратор 18, второй источник 19 опорного напряжения, вторую дифференцирующую цепочку 20, второй ждущий мультивибратор 21, третий компаратор 22, третий источник 23 опорного напряжения, третью дифференцирующую цепочку 24, третий ждущий мультивибратор 25.

Зонд для измерения магнитных полей работает следующим образом.

Генератор 10 тактовых импульсов вьфабатывает импульсы, необходимые для управления ключами. Импульс с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов открьшает первый 1 и второй 2 ключи. С источника 11 питания через первый ключ 1 на ПХ 12 поступает измерительный токовый импульс стабильной амплитуды длительностью t - t (фиг. 2). На ПХ 12 устанавливается напряжение, величина которого зависит от омического сопротивления ПХ 12, которое меняется в зависимос- 5 ти от температуры и измеряемой индукции и несет информацию о величине

паразитного сопротивления bU,.(B. J

Т), таким образом, изменение падения

напряжения на ПХ U (фиг. 3) пропор- 0 ционально U (В, Т). Напряжение и через открытый ключ 2 запоминается на блоке 6 памяти. Это напряжение подается на первый вход блока 7 сравнения, на второй вход которого подается опорное напряжение от источника В опорного напряжения. Величина опорного напряжения соответствует падению напряжения на предварительно сбалансированном при номинальной температуре и нулевой индукции ПХ от из5

0

мерительного импульса тока.

Разность напряжений с выхода блока сравнения поступает на формирователь 9 амплитуды, на выходе которого формируется напряжение U пропорционально изменен1по температуры. В момент времени t импульс с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов прекращается и ключи 1 и 2 закрываются.

В момент t, с второго выхода генератора тактовых импульсов поступает импульс, который открывает четвертый ключ 4, в результате на тактовые

электроды ПХ 12 поступает мощный разогревающий импульс и/2 (фиг. 3) и пластина ПХ 12 начинает нагреваться. Разогрев продолжается до момента сц, ,

3В промежутке тый пятый ключ 5

измерительный импульс амплитудой U т, Стабильная величина напряжения U обе - на

J через откры- ПХ 12 поступает

печивает номинальный ток питания ПХ 12, указанный в паспорте, тогда напряжение на холловских электродах пропорционально измеряемой индукции. На этот же промежуток времени t, - с открывается третий ключ 3 импульсом с третьего выхода генератора 10 тактовых импульсов 10 и сигнал с холловских электродов ПХ подается на измеритель магнитной индукции. Таким образом, за время первого импульса происходит измерение сопротивления пластины ПХ 12, за время второго - разогрев ПХ 12 (компенсация изменения сопротивления от температуры и индукции), а за время третьего - измерение на холловских электродах ПХ напряжения Холла, пропорционального измеряемой индукции.

Формула изобретения

Зонд для измерения магнитных полей, содержащий преобразователь Холла и электронную систему стабилизации температуры включающую источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, электронная система стабилизации температуры выполнена в виде

первого, второго, третьего, четвертого и пятого ключей, блока памяти, блока сравнения, источника опорного напряжения, формирования амплитуды, генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управлшощим входом

ляющим входом третьего ключа и с входом пятого ключа, выход пятого ключа подключен к токовому электроду

преобразователя Холла и к выходу четвертого ключа, первый выход источника питания подключен к входу первого ключа, выход которого подключен к входам второго и третьего ключей и

к холловскому электроду преобразователя Холла, выход третьего ключа подключен к выходу устройства, а выход второго - через блок памяти к первому входу блока сравнения, к второму

входу которого подключен выход источника опорного напряжения, выход блока сравнения подключен к управля- кнцему входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом

четвертого ключа, второй выход источника питания подключен к управляющему входу пятого ключа, а третий выход - к входу формирователя импульсов.

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и служит для повышения точности измерения. Для этого в конструкцию зонда, содержащего преобразователь 12 Холла и источник 11 питания, введены ключи 1-5, блоки памяти 6 и сравнения 7, источник 8 опорного напряжения, формирователь 9 амплитуды и генератор 10 тактовых импульсов. Используемая электронная схема обеспечивает стабилизацию сопротивления преобразователя 12 Холла, что позволяет устранить погрешности, вызванные изменениями температуры и индукции. 4 ил.

I

III

Фиг. 2

1 tz t3tit- tj is

Фиг.З

/3

фиги