Устройство для исследования топографии магнитных полей Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОПОГРАФИИ Изобретение относится к приборостроению, оно может быть использовано для исследования топографии магнитных полей. Известны устройства, содержащие 1 сточник питания, датчики Холла и Арифметический, блок 1. Недостаток таких устройств - низкая точность измерения. Из известных устройств наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство, содержащее источник питания, фазовращатель, из мерительный зонд с двумя перпендику лярно расположенными датчиками Холла и координатный стенд 2. Недостаток этих устройств - низ кая точность измерения.. Цель изобретения - повьлшение трчfiocти измерения. Эта цель.достигается тем, что уст ройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, фазовращатель и измерительный зонд с двумя перпендикулярно расположенными датчиками Холла, вход первого из которых соединен с выходом источника питания, а вход второго датчика Холл соединенс выходом фазовращателя, а также координатный стенд, выход коМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ торого соединен с третьим входом измерительного .зонда, введены два ключа, последовательно соединенные сумматор, усилитель, выпрямитель И индикатор, при этом первый вход сумматора через первый ключ подключен к .выходу первого датчика Холла, а второй вход сумматора через второй ключ соединен с выходом второго датчика Холла. Йа чертеже изображена структурная сйема устройства для исследования топографии магнитных по.лей. Устройство содержит источник питания 1, фазовращатель 2, измерительный зонд 3 с двумя перпендикулярно расположенными датчика ш 4 и 5 Холла, ключи6 и 7, сумматор 8, усилитель 9, выпрямитель 10, индикатор 11, координатный стенд 12. Устройство работает следукщим образом. Через датчик Холла 4, который подключен непосредственно к источнику питания 1, протекает ток где 3 - амплитуда тока; иу - частота.

Между вторым датчиком Холла 5 и сточником питания 1 включен фазовраатель 2, сдвигающий фазу тока на гол 5i72, поэтому мгновенное значение ока питания второго датчюса изменятся во времени по закону -tg(t) Jj coswt. При исследовании топографии глагнит него поля измерительный зонд помещается таким образом, что его ось, а следовательно, и плоскоети датчиков перпендикулярны исследуемой плоскости.

При этом на выходе датчиков появяются напряжения и,, (t) и МлХ() , зменяющиеся во времени по законам

. V W K|B|co5pJ- sinwt-B KJ sinu)t ,(1)

4i,x ) sin J costot б КJj cosott j Л 2)

где К - коэффициент чувствительности датчиков;

|В| - модуль вектора магнитной индукции в исследуемой точке плоскости;

р - наименьший угол между нормалью к плоскости первого датчика и вектором магнитной индукции в исследуемой точке; . 6 ,В - нормальная и тангенциальная составляющие вектора магнитной индукции.

Напряжения Удх и Уд поступают через ключи б и 7 на входы сумматора 8, выходное напряжение которого, при замкнутых ключах, пропорционально модулю вектора магнитной индукции

Uj.(t) Kt8|J Sin(uyt+45; (3)

К выходу сумматора подключен измерительный блбк, состоящий из последовательно соединенных усилителя, выпрямителя и индикатор а. В зависимости от того, какие ключи замкнуты, индикатор регистрирует, без изменения положения измерительного зонда, величину модуля, тангенциальной и нормальной составляющих вектора магнитной индукции в.исследуемой точке плоскости. , .

При изменении с помоцью координатного стенда 12 положения зонда 3 измеряют .значение модуля и срставляюш ихвектора магнитной индукции в различных точках исследу емой плоскости, т.е. .исследуют топографию магнитного поля.

Введение в устройство двух ключей, последовательно соединенных сумматора и два входа усилителя, выпрямителя и индикатора, а также подключение выхода первого датчика Холла через первый ключ к первому входу сумматора, а,выхода второго датчика Холла через второй ключ ко второму входу сумматора позволяет получать на выходе сумматора электрические сигналы, напряжение которых пропорционально модулю или составляющим вектора магнитной индукции (в зависимости от положения ключей). Последующая обработка этих .электрических; сигналов в усилителе и выпрямителе позволяет регистрировать индикатором, без изменения положения зонда и без дополнительных вычислений, величины модуля и составляющих вектора магнитной индукции.

Предлагаемое устройство позволяет в 3-4 раза снизить трудоемкость процесса исследования топографии магнитных полей по сравнению с существующими приборами и в значительной мере уменьшает влияние субъективных факторов на результаты исследования.

Формула изобретения Устройство для исследования топог1рафии магнитных полей, содержащее последов ательно соединенные источник пиТания, фазовращатель иизмерительный зонд с двумя перпендикулярно расположенными датчиками Холла, вход первого из которых соединен с выходом источника питания, а вход второго датчика Холла соединен с выходом фазойращателя, а также координатный стенд, выход которого соединен с третьим .

0 входом измерительного зонда, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности Измерения, в него введены два ключа, последовательно соединенные сумматор, усилиr тель, выпрямитель и индикатор, при этом первый вход сумматора через первый ключ подключен к выходу первого датчика Холла, а второй вход сумматора через второй ключ соединен с выходом второго датчика Холла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Февралева Н.Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты. КиHayкова думка , 1969, с. 110.

ев,

55 2. Авторское свидетельство СССР № 152193, кл. G 08 С 9/04, 1961.