Устройство для измерения переменной магнитной индукции Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком частотном диапазоне индукции переменных магнитных полей.

Известны устройства, содержа.щие , датчик Холла, источник питания датчика Холла, автоматический переключатель, преобразователь напряжениекод и цифровое отсчетное устройство 1 . .

Недостатком известных устройств является наличие мультипликативной погрешности, обусловленной н стабильностью параметров датчика Холла, тока питания датчика Холла и электрических параметров схемы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее блок отсчета, преобразователь напряжение - код датчик Холла и источник постоянного тока, выход которого соединен с входом датчика Холла 2.

Недостатком известного устройства является отклонение коэффициента преобразования от номинального значения из-за временной и температурной нестабильности параметров датчика Холла и тока питания, что приводит к снижению точности измерения индукции.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее блок отсчета, преобразователь напряжение - код , датчик Холла и источник постоянного

10 тока, выход которого соединен с входом датчика Холла, введена катушка Соединенная со стабилизатором постоянного тока, два формирователя, блок деления и последовательно соединен15ные блок управления и .автоматический переключатель, второй вход которогтз подключен к выходу первого формирователя , третий вход автоматического переключателя соединен с выходом вто20рого формирователя, первый вход последнего подк.лючен к входу первого формирователя и к выходу датчика Холла/ второй вход второго формирователя соединен с вторым выходом блока уп25равления, третий выход которого подключен к первому входу блока отсчета, второй вход последнего соединен с выходом блока деления, первый вход которого подключен к первому входу прераэователя напряжение - код , ретьему входу автоматического переключателя и второму входу первого формирователя, при этом выход автоматического переключателя соединен с вторым входом преобразователя напряжение - код , выход последнего подключен к второму входу блока деления, а датчик Холла находится в поле катушки.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 Холла, источник 2 постоянного тока, катушку 3 стабилизатора 4 постоянного тока, формирователи 5 и 6, автоматический переключатель 7, преобразователь 8 напряжение - код , блок 9 деления, отсчетный блок 10 и блок 11 управления.

Устройство работает следующим образом.

Сигналом начальной установки, поступающим из блока il на преобразователь 8 и блок 9, схема подготавливается к циклу измерения.

Выходной сигнал датчика 1 Холла, пропорциональный измеряемой индукции индукции дополнительного магнитного поля создаваемого катушкой 3, по обмотке которой протекает ток от стабилизатора 4 постоянного тока , поступает на формирователи 5 и 6 .

В--до,)

и 1„8(В,

где S - чувствительность датчика

Холла к индукции; If, - ток питания датчика; В - Bj cosiDt;

В - амплитудное значение- индукции.

Цикл измерения происходит в два такта коммутации.

В первом такте на преобразователь 8 напряжение - код через автоматический переключатель 7 поступает переменная составляющая выходного сигнала датчика 1 Холла. Она выделяется формирователем 5 и там же преобразуется в постоянный ток. Код N выходного регистра преобразователя 8 напряжение - код , соответствующий измеряемой индукции переменного

магнитного поля В

переписывается

т в блок 9.

N-j, С-К-1„- В,

К

где К - коэффициент преобразования формирователя переменной составляющей;

К - коэффициент преобразования преобразователя напряжение - код ,

Во втором такте коммутации на преобразователь 8 поступает постоянная .составляющая выходного сигнала

датчика 1 Холла, Она выделяется формирователем 6. Ксгд N 2 выходного регистра преобразователя 8, соответствующий индукции дополнительного магнитного поля В j, переписывается в блок 9 деления.

К

N

К,

В доп

К доп 2

где К - коэффициент преобразования формирователя постоянной составляющей.

После поступления управляющего сигнала с блока 11 блок 9 деления совершает операцию деления числа N На число Nj.. Результат деления

IL..

n m

т

N,

S- - VnSVn

Из последнего выражения видно, чт блок 9 деления зафиксирует в виде статического кода число импульсов, пропорциональное измеряемой индукции переменного магнитного поля В и не зависящее от нестабильности тока питания датчика, параметров датчика, коэффициента преобразования схемы при стабильных коэффициентах преобразования формирователей постоянной и переменной составляющей К, Kg, если значение индукции дополнительного магнитного поля В

принять за

Д,оп

единицу измеряемой индукции переменных магнитных полей.

Изобретение позволяет полностью исключить мультипликативную погрешность, обусловленную нестабильностью параметров датчика Холла, тока питания и электрических параметров схемл Отпадает необходимость в изготовлении высокостабильных источников питания датчиков Холла и термостабили зации датчиков. Это приводит к уменьшению габаритов измерительного зонда, что позволяет проводить измерение переменных магнитных полей в узких зазорах.

Формула изобретения

Устройство для измерения переменной магнитной индукции, содержащее блок отсчета, преобразователь напряжение - код , -датчик Холла и источник постоянного тока, выход которого соединен с входом датчика Холла, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены катушка, соединенная со стабилизатором постоянного тока, два формирователя, блок делени и последовательно соединенные блок управления и автоматический переключатель, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя, третий вход автоматического переключателя соединен с выходом второго формирователя, первый вход последнего подключен к входу первого формирователя и к вь1ходу датчика Холла, второй вход второго формирователя соединен с вторым выходом блока уп.равления, третий выход которого подключен к первому входу блока отсчета, второй вход последнего соединен с выходом блока деления, первый вход которого подключен к первому входу преобразователя напряжение-код, третьему входу автоматического переключателя и второму входу первого формирователя, при этом выход автоматического переключателя соединен с вторым входом преобразователя напряжение - , выход последнего подключен к второму входу блока деления, а датчик Холла находится в поле катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

339884, кл. G 01 R 33/00, 09.02.70,

2.Авторское свидетельство СССР

347704, кл. G 01 R 33/06, 25.02,71,

Ш

в.