Магнитометр Советский патент 1976 года по МПК G01R33/07 

представляет собой полулроводйиковую пласткну с двумя токовыми 3,3 и четырьмя холловскими 4,4 и 5,5 электродами. К токовым электрода,м 3,3 подключается регулируемый ИСТОЧ.НИК питания 6. Холловские электроды 4,4 и 5,5 Образуют две цепи: цепь измерения и цепь управления.

В цепи изадерения к холловским электродам 4,4 и 5,5 подключается трансформатор 7 измерительного тракта, имеющий две одинаковые первичные и одну вторичную обмотки. Электроды 4,4 подключаются к одной первичной о;бмотке, а электроды 5,5 - ко второй. Вторичная обмотка трансформатора 7 подключается к усилителю 8 с 1рег лируемым коэффициентом усиления, на .ходе которого находится измерител1зный прибор 9. Регулирование коэффициента усиления усилителя 8 осуществляется блоком 10 с помощью сигнала, Снимаемого с шунта 11.

В цепи управления к холловским электродам 4,4 и 5,5 подключаются два идентичных трансформатора 12. Электроды 4, 5 подключаются к первичной обмотке одного трансформатора, а электроды 4,5 - к первичной о.бмотке другого трансформатора. Вторичные обмотки трансформаторов соединяются встречно и подключаются к узкополосному усилителю 13, с которого поступает на блок уцра1влеиия 14, последний подключается к и сточнику питания 6 и используется для pery:iiiрования напряжения источника при изменении температуры окружающей среды.

Переменные резисторы 15 и 16 служат для вьвравнивания нотенциалов электродов 4,4 и 5,5 соответственно при отсутствии маг}1итного поля.

Магнитометр работает следующи.м образом.

При подключении измерительного зоида 1 к источнику питания 6 через датчик Холла 2 протекает ток управления. При отсутствии магнитного поля фиксированной температуре окружающей среды с ломощью переменных резисторов 15 и 16 производится пер.воначал)ное выравнивание потенциалОВ электродов 4,4 и 5,5 соответст1венно, т. е. устраняется суммарная резистивная составляющая остаточного напряжения датчика Холла. При этом напряжение между электродами 4 и 5 становится равны.м напряжению между электродами 4 и 5, а так как эти электроды иодключаются к двум идентичным трансформаторам 12, вторичные обмотки которых включены встречно, то Напряжение на входе усилителя 13 равно нулю. В это.м случае, через измерительный зонд 1 протекает ток управления /упро, и устанйвливается определенная температура датчика Холла Гц.

Измерительный зонд 1 вносится в .магн)ггное поле, индукцию которого необходимо измерить. На выходных электродах 4,4 и 5,5 появляются напряжения, пропорциональиые измеряемой ипдукдии магнитного поля (э.д.с. Холла). Эти напряжения складываются с помощью трансформатора 7, затем суммарное

напряжение усиливается усилителем & и подается на вход измерительного прибора 9.

В цепи управления при появлении э.д.с. Холла сигнал не возникает, так как э.д.с. Холла, возникающие на электродах 4,4 и 5,5, равны .между собой и на выходе трансфор-маторов 12 общее напряжение от этих э.д.с. равно нулю.

При изменении те.мпературы окружающей

среды, вследствие те.мпературной зависимости физических параметров датчика Холла, происходит перераспределение потенциалов на электродах датчика. При этом напряжение между электродами 4 и 5 уже не равно

напряжению между электродами 4 и 5, и на выходе трансформаторов 12 появляется сигнал. Этот сигнал подается на вход усилителя 13, усиливается этим усилителем и через блок управления 14 поступает )з цепь управления регулируемото источника питания 6. Вел.ичина и нолярность выходного сигнала блока управления 14 зависит от величины и направления из.менения температуры датчика Холла от первоначального значения Тд. Выходной сигнал блока управления 14 управляет регулируе.мым И1сточником питапия 6. В результате этого ток управления датчика Холла увеличивается или у.меньщается в заиисимогти от знака отклонения температуры

датчика от первоначального значения Тд. Процесс изменения тока управления продолжается до тех пор, пока температура датчика Холла не достигает своего первоначального значения TQ.

Поскольку температура То датчика Холла достигается при токе управления, отличаюи.1емся от тока lynp, , то необходи.мо изменить коэффициент усиления усилителя 8 в сторону, противоположную изменению тока

управления. Для этого с шунта 11, включенного в цепь управления из.мерительного зонда 1, с1П1мается сигнал, пропорциональный току управления, и подается на блок 10 рег лирования коэфф.ищгента усиления усилителя.

,

Ф о р .1 у л а и .3 о о р е т е н и я

Магпито.мет), содержапшй п:естиэлектродпый датчик Холла с двумя токовыми и четыр1змя хол.: 0: скими электродами, регулиjiyeviiiiii источпик питания, йыход которого через резистор подключен к токовым электродам датчика, два переменных резистора, каждый из iKOTopbix включен между одним из токовых и одной парой холловских электродов измер1гге:1Ь 1ой схе.мы и трансформатора Н3мерител1зного тракта, вторичная обмотка которого соединена с входом измерительной схемы, BTopoii вход которой вк.почен парал.1ельно резисто П, расположенному в токовой

цепи датчика, от л i ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен двумя идентичны.ми трансформаторами, первичная обмотка каждого из которых подключена « холловски.м электродам одной

из граней датчика, а вторичные включены

встречно .и подсоединены к «входу источника питания, причем первичные обмотки трансформатора измерительного тракта включены согласно и подключены к холловским электродам портиваположных граней, расположенным в эквипотенциальных точках.

Источники информагци,и, принятые во внимание при экспертизе.

1.Г. В. Бордо и др. Магнитометр с датчиком Холла. - «Приборы и техника эксиернмента, 1968, № 1.

2.Э. А. М-еерович и др. Групповая работа датчиков Холла, находящихся в оптимальном режиме, -«Электричество, 1971, № 4.

3.Авт. свид. № 230964, G 01 R 33/06, 1966 (прототип).