Устройство для измерения индукции магнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01R33/06 

L

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения индукции магнитного поля. Цель изобретения - увеличение чувствительности. Устройство содержит преобразователь Холла 1, ферромагнитные сердечники 2 концентратора магнитного поля, трубку-держатель 3, катушки 4 подмагничивания, стабилизатор 5 измерительного тока, регистрирующий прибор 6, источник 7 тока подмагничивания, балансировочный потенциометр 8. Цель достигается за счет введения балансировочного потенциометра и источника постоянного тока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

CS

э

N

СА VI

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения индукции магнитного поля и может быть использовано при создании магнитных систем ЯМР-томси рафов.

л

Цель изобретения - увеличение чувствительности.

На фиг 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - процесс балансировки датчика магнитного поля.

Устройство содержит преобразователь Холла 1 (фиг. 11, помещенный между ферромагнитными сердечниками 2 концентратора магнитного поля, вставленными в трубку-держатель 3, изготовленную из немагнитного материала. На трубкс-держатель 3 размещены обмотки 4 подмагничивания. Элементы I 4 образуют собственно датчик магнитного поля. Токовые выводы преобразователи Холла подключены к стабилизатору 5 измерительного тока. Потенциальные выводы преобразователя Холла подключены к регистрирующему прибору 6 (цифровому гольтметру, потенциометру постоянного гока или самопишущему прибору). Обмотки 4 подмагничивания одними концами, соединенными между собой, подключены непосредственно к одному из выводов источника тока подмагничиванил 7, а другими к крайним выводам балансировочного потенциомефа 8. Поцвижный контакт балансировочного потенциометра 8 подключен к второму выводу источника 7 тока подмагничиьания.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений (в отсутствие измеряемого магнитного поля) преобразователь Холла записывается измерительным током от источника 5, а обмотки подмагничивания - током от источника 7. Величина тока в обмотках подмагничивания выбирается в зависимости от размеров и материала сердечников концентратора такой, чтобы намагниченность сердечников соответствовала середине линейного участка кривой намагничивания.

В отсутствие измеряемого магнитного поля напряжение на потенциальных выводах преобразователя Холла, подаваемое на регистрирующий прибор 6, может отличаться от нуля по следующим причинам: остаточмое напряжение преобразователя Хоппа; остаточная намагниченность сердечников снцснтратора магнитного пото- кл; неточность установки преобразователя Холла вдоль оси концентратора в зазоре межд сердечниками; неточности в изгогов- ч°иии сердрмчиков концентратора и катушек подмагничивания; фоновое магнитное поле (например, магнитное поле Земли).

Суммарное начальное смещение показаний, вызванное перечисленными причинами, устраняется созданием сдвигающего магнитного поля Вс (фиг.2) в точке установки преобразователя Холла за счет изменения соотношения токов в обмотках подмагничивания посредством перемещения

0 дьижка балансировочного потенциометра 7. По завершении балансировки устройство готово к работе. Датчик магнитного поля помещается в исследуемое пространство, и по показаниям регистрирующего прибора

5 при известном коэффициенте преобразования преобразователя Холла определяется величина магнитного поля.

Предлагаемое устройство для измерения магнитного поля реализовано следую0 щим образом. В качестве преобразователя магнитное поле - электрическое напряжение использовался преобразователь Холла 1. Сердечники концентратора 2 изготавливались из стали; их длина 25 мм, диаметр 5

5 мм. Торцовые части наконечников, обращенные к преобразователю Холла, плоские либо (в одном из вариантов) конические с углом при вершине 90° и диаметром торцов 2,5 мм. Сердечники располагались в трубке0 держателе 3 (фиг.1) с радиальным отверстием для установки преобразователя Холла. Материал трубки-держателя - латунь. Воздушный зазор между сердечниками 1,5 мм. Обмотки 4 подмагничивания наматывались

5 на поверхности трубки-держателя 3 симметрично относительно отверстия для преобразователя Холла. Каждая из обмоток состояла из 300 витков провода 0,2 м. Питание преобразователя Холла и обмоток подмагничива0 ния осуществлялось от источников 5 и 7 питания постоянного тока.

В качестве регистрирующего прибора б использовались цифровой вольтметр постоянного тока с чувствительностью 1 мкВ либо

5 самопишущий потенциометр с чувствительностью 25 мкВ/см.

Использование предлагаемого устройства позволяет перейти на более грубые пределы измерения с чувствительностью 0,10 1 мкВ и характерным временем измерения 0,4-3 с и существенно сократить время измерения, а также значительно повысить чувствительность при измерении индукции магнитного поля при сохранении линейно5 сти характеристик преобразователя Холла и существенном упрощении измерительной схемы устройства. Одновременно переход на более грубые пределы измерения регистрирующего прибора позволяет значительно сократить время измерений.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее преобразователь Холла, ферромагнитный концентратор, выполненный в виде двух симметрично расположенных относительно преобразователя Холла сердечников, на каждом из которых расположена обмотка подмагничи- вания, регистрирующий прибор и источник питания преобразователя Холла, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности, введен балансировоч0

ный потенциометр и источник постоянного тока, подключенный одним выходом к rep вым выводам обмоток подмагничива -ия, о единенным между собой, а другим выходом к подвижному контакту балансировочного потенциометра, выводы которою соедине ны с вторыми выводами обмотки подма. ни чивания.

Iправ Јлед

1лраЯ 1ле& 1праТ 1лев

Фиг.г