УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Советский патент 1974 года по МПК G01R33/07 

1

Устройство относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения индукции постоянных магнитных полей в широком диапазоне ее значений.

Известны измерители индукции с самонастройкой по пробному сигналу, содержащие датчик Холла с источником переменного тока, находящийся в поле катушки индуктивности с источником переменного тока для питания катушки, блок сравнения и усилитель.

Данному измерителю присущи существенные недостатки: низкая чувствительность, так как граница измеряемого ноля определяется значением пробного сигнала; при отсутствии внешнего магнитного ноля прибор измеряет индукцию пробного поля.

Диапазон измеряемых значений индукции определяется индукцией пробного поля, а так как снижение предельной погрешности этих устройств может быть достигнуто увеличением индукции пробного поля, то это ограничивает измерение слабых магнитных полей. Составляющая выходного напряжения датчика, которая определяется действием на датчик Холла пробного поля „cosQ;, является источником дополнительной погрешности. При отсутствии внешнего магнитного поля прибор показывает значение индукции пробного поля. Это значение индукции пробного поля можно учесть при начальной калибровке. При

этом прибор измеряет значение индукции, которое больше индукции пробного поля.

С целью расширения диапазона измеряемых значений индукции в сторону малых величин и повышения точности измерений в устройство вводится второй датчик Холла, включенный на выходе основного тракта. На этот датчик действует поле второй вспомогательной катушки, создаваемое током стабилизированного источника переменного тока, частота которого равна частоте тока питания первого датчика.

При помощи избирательного звена выделяется низкочастотная составляющая сигнала с

выхода усилителя, которая поступает в блок сравнения для коррекции усиления усилителя. Постоянная составляющая поступает на выходной прибор.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, содержащего: датчик Холла 1, вспомогательную катушку 2, добавочное сопротивление 3, источник переменного тока 4, стабилизированный источник переменного тока 5, усилитель 6, датчик Холла 7,

вспомогательную катушку 8, блок сравнения 9.

Датчик Холла 1, на который действует измеряемое магнитное поле 1, находится во вспомогательной катушке 2. Последняя подключена последовательно с добавочным сопротивлением 3 к источнику переменного тока 4. Частота источника 4 по меньшей мере иа порядок отличается от частоты стабилпзироваппого источника переменного тока 5, питающего датчика Холла 1. Выходной сигнал датчика Холла 1 после усиления усилителем 6 поступает для запптки второго датчика Холла 7, который находится во второй вспомогательной катушке 8, через которую протекает ток от стабилизированного источника переменного тока 5. При протекании тока по вспомогательной катушке 2 на выходе первого датчика Холла 1 выходное напряжение равно: , k,( В cos Q/) cos (u/, где ki - коэффициент преобразования датчика;В - измеряемая магнитная индукпия; 5пр : В cos Qt индукция пробного поля; со - частота тока питапия датчика. Выходное напряжение второго датчика Холла прп этом определяется выражением: Uz - (В + В cos Ш /,„С08 w/ oCOSWif - -1 , cos Qi 1 cos 2wt ,,f cos cos Q где kz - коэффициент передачи усилителя; /ез - коэффициент передачи второго датчика Холла; Kt - коэффициент преобразования измерительной схемы; BO cos ш - индукция дополнительного поля. Постоянная составляющая поступает на регистрирующий прибор, а составляющая ,n cos Qt, для коррекции - в блок сравнения 9, на второй вход которого подается напряжение с добавочного сопротивления 3. Предмет изобретения Устройство для измерения магнитной индукции, содерл ащее датчик Холла с источником переменного тока, находящийся в поле катушки индуктивности, источник переменного тока для питания катушки, блок сравнения и усилитель, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых значений индукции в сторону малых величин и повышения точности измерений, оно снабжено второй вспомогательной катушкой и вторым датчиком Холла, находящимся в поле, создаваемом этой катушкой, причем обмотка вспомогательной катушки подсоединена к источнику питания первого датчика Холла, а усилитель через второй датчик Холла подключеп к одному из входов блока сравпения.

j /ncosl

м1 ..ГГ|.,