Устройство для градуировки преобразователя Холла в импульсном магнитном поле Советский патент 1988 года по МПК G01R33/07 

й со ю

4

СО 4ib

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для градуировки преобразователей Холла (ПХ), предназначенных для измерения, индукции постоянных и импульсных магнитных полей.

Цель изобретения - повышение точности градуировки ПХ в импульсном магнитном поле.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для градуировки ПХ в импульсном магнитном поле; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах узлов предлагаемого устройства.

Устройство содержит образцовьш преобразователь Холла (ПХ) 1, усилитель 2 .напряжения измеритель 3 постоянного напряжения, источник 4 опорного напряжения, компаратор 5, блок 6 размьпсания ключа, градуируемый преобразователь Холла (ПХ) 7, блок 8 измерения уровня сигнала, вычитающий блок 9, ключ 10, блок 11 запоминания разностного сигнала в момент размыкания ключа, блок 12 регистрации разностного сигнала.

Выход образцового ПХ 1 подключен через усилитель 2 напряжения к первому входу компаратора 5 и второму входу блока 9 вычитающего, выход градуируемого ПХ 7 подключен через блок 8 измерения уровня сигнала к первому входу блока 9 вычитающего, выход блока 9 подключен через ключ 10 и блок 11 запоминания разностного сигнла к блоку 12. регистрации разностного сигнала, второй вход компаратора 5 подключен к входу измерителя 3 постоянного напряжения и выходу источника 4 опорного напряжения, выход компаратора 5 подключен через блок 6 размыкания ключа к управляющему входу ключа 10.

Устройство работает следующим образом.

Образцовьй 1 и градуируемый 7 преобразователи Холла размещают в рабочем объеме источника импульсного маг нитного поля B(t) (на фиг. 1 источник импульсного поля не указан) и по измерителю 3 постоянного напряжения Останавливают напряжение на выходе источника 4 опорного напряжения, равным и, (фиг.2б), значение которого на 0,5-1% меньше ожидаемой амплитуды и 1 (фиг.2в) на первом входе компаратора 5 при воздействии импульсного

0

5

0

5

0

5

0

магнитного поля с требуемым максимальным значением индукции В (фиг. (фиг.2а) на образцовьм ПХ;,.

С момента времени t t, т.е. с момента начала действия импульсного магнитного поля на преобразователи Холла, на выходах образцового и градуируемого преобразователей возникают импульсы напряжения. Импульс напряжения с выхода грудируемого ПХ через блок 8 изменения уровня сигнала поступает на первьй вход блока 9 вычитающего. Импульс напряжения с выхода образцового ПХр через усилитель напряжения поступает на первьй вход компаратора и второй вход блока вычитающего. В момент времени t, когда уровень импульсного сигнала на первом входе компаратора 5 110(В1) (фиг.2в) превьшает уровень напряжения и, на втором входе компаратора, на его выходе формируется импульс напряжения с амплитудой, равной U (фиг.2г), длительность IJ которого равна превьшзению импульса U(,(B) на первом входе компаратора уровня напряжения и на его втором входе, т.е. t t - t. Этот импульс поступает на вход блока 6 размыкания ключа, которьй формирует напряжение Uj (фиг.2д), размыкающее сигнальные контакты ключа 10 в момент времени t.. Именно в этот момент времени t блок 11 запоминания разностного сигт нала, в простейшем случае пиковьй детектор, запоминает разность сигналов, снимаемых с образцового и градуируемого преобразователя Холла. О его величине судят по показанию блока 12 регистрации разностного сигнала. .

Затем, не изменяя максимального значения индукции импульсного магнитного поля в , повторяют воздействие импульсного ПОЛЯ на ПХ до тех пор, пока регулировкой коэффициента передачи К блока В изменения уровня сигнала 8 не обеспечивается значение dUj 0. Об этом судят по нулевому показанию блока 12 регистрации разностного сигнала при воздействии импульсного магнитного поля на ПХ. При dU;j о чувствительность градуируемого ПХ в поле с индукцией В равна

У°( Кч,к

(6ti) к

Г-(4 , чувствительность образцо- вго ПХр в поле с индук- цией В ,

УН

-коэффициент усиления усилителя 2 напряжения;

-коэффициент передачи блока изменения уровня сигнала 3.

По измеренному измерителем 3 постоянного напряжения значению U,/ и известной зависимости чувствительности образцового ПХ и -у от индукции В определяют индукцию В, и (

из вьфажения

В.

Ui

«(

и, подставляя полученные значения в предьщущее вьфажение, определяют чувствительность fxiti )

При реализации устройства используют источник питания типа Б5-44 с нестабильностью напряжения л-0,1%, вольтметр В7-28 с погрешностью измерений постоянного напряжения ,1%, усилитель напряжения, блок изменения уровня сигнала и вычитанлщй блок на .основе операционного усилитепя

К140УД8Б с отрицательной обратной связью и неопределенностью нулевого уровня /-50 мкВ, компаратор 521 СА2 со смещением нулевого уровня w3 мВ, ключ К284КН1А, блок запоминания раз- ностного сигнала в виде емкости С iO,t мкФ и развязывающего повторите ля напряжения на микросхеме К140УД8Б

0

0

5 О

блок регистрации разностного сигнала - микроамперметр типа M285KJ блок размыкания ключа - триггер 155ТМ2.

Формула изобретения

Устройство для градуировки преоб- разовател; Холла в импульсном магнитном поле, содержащее образцовьй преобразователь Холла, блок измерения уровня сигнала, подключенный к первому входу вьиитающего блока, измери- ,тель постоянного напряжения, блок регистрации разностного сигнала, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки, в него дополнительно введены усилитель напряжения, источник опорного напряжения, компаратор, ключ, блок размыкания ключа, блок запоминания разностного сигнала в момент размыкания ключа, при этом выход образцового преобразователя Холла через усилитель напряжения соединен с вторым входом вычитагацего блока и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения и входом измерителя постоянного напряжения, а выход компаратора через блок размыкания ключа соединен с управляющим .входом ключа, причем вьшод вычитающего блока подключен через последовательно соединенные ключ и блок запоминания разностного сигнала в момент размыкания ключа к входу блока регистрации разностйого сигнала.

А

ВЦ)

1432434

Изобретение относится к магнитным измерениям. Устройство для градуировки преобразователя Холла в импульсном магнитном попе содержит образ цовьй преобразователь Холла 1, блок 8 измерения уровня сигнала, вычитающий блок 9, измеритель 3 постоянного напряжения, блок 12 регистрации разностного сигнала, усилитель 2 напряжения, источник 4 опорного напряжения, компаратор 5, ключ 10, блок 6 размыкания ключа, блок 11 запоминания разностного сигнала в момент размыкания ключа. Устройство имеет высокую точность градуировки. 2 ил.