Тесламетр мгновенных значений Советский патент 1980 года по МПК G01R33/07 

1

Изобретение относится .к области магнитных измерений и предназначено для измерения мгновенных значений магнитной индукции импульсных, переменных и постоянных полей.

Известны устройства для измерения мгновенных значений магнитной индукции импульсных полей с помощью преобразователей Холла.

Известные устройства содержат так- О же блок компенсации начального напряжения , холловского напряжения, пропорционального измеряемой магнитной индукции, атакже синхронный детектор, регистрирующий прибор 11..15

Недостатки известных устройств ограниченный порог чувствительности измерения.

При совокупности существенных признаков наиболее близко к заявлен- |в ному и принято за прототип техническое решение,в коуором преобразователь Холла питается переменным(например,импульсным) током. Это известное устройство содержит источник импульсного 25 питания (коммутируемый ключом источник постоянного тока), преобразователь Холла и операционный усилитель для усиления амплитудно-модулированных электрических сигналов с выхода . 30

преобразователя,а также блок синхронизации и задержки. В данном случае последний блок обеспечивает мгновенность измерения, а также задает временное положение и длительность импульсов, питающих преобразователь. При и.мпульсной форме возможно увеличить ток питания преобразователя в квадратный корень из скважности и, тем самым, снизить порог чувстэительности измерениями.

Однако такой порог чувствительности сравнительно высок, что является основным недостатком описанного известного устройства. Это объясняется, главным образом, необходимостью использования для усиления импульсных сигналов усилителей постоянного тока с широкой полосой пропускания. Для этих усилителей характерен дрейф нулевого сигнала, а также способность усиливать не только полезный сигнал, но и наводки от измеряеМргб поля и помехи от посторонних источников сигнала (например от сети).

Цель изобретения состоит в снижении порога чувствительности.

Эта цель достигаете тем, что в тесламетр для измерения мгновенных значений, содержащий последовательно

соединенные преобразователь Холла,извирательный усилитель и синхронный детектор, аТгакже блок синхронизации и задержки, дополнительно введены последовательно соединенные генератор высокой частоты, формирователь импуль.dpoB и блок выбора интервала измерения йключенные между токовыми электродами преобразователя и вторым входом синхронного детектора, при этом выход генератора подключен также к токовым электродам- преобразователя, а .выход блока синхронизации и задержки подключен ко второму входу блока вы-. бора., .

ff На фиг. 1 изображена структурная схема тесламетра мгновенных значений; на фиг. 2 приведены временные дй&граммы сигналов на выходах его отдельных узлов.

Тесламетр содержит генератор высокой частоты 1, соединенный со входом питания преобразователя Холла 2, к выходу которого подключен избирательный, усилитель 3 высокой частоты, соединенный с сигнальным вхолом синхронного детектора 4. Выход генератора 1 соединен также через формирователь йспульсов 5 со входом блока выбора 6, интервала измерения, выход которого подключен к управляющему входу детектора 4. Ко второму входу блока выбора 6 подсоединен выход блока 7 синхронизации и задержки.

Тесламетр работает следующим образОм. При помещении преобразователя Холла 2 вмагнитное поле, например, импульсдое с индукцией В (фиг. 2 а) и питании его напряжением высоко частоты и (фиг. 26) от relfepatopa 1, на выходе преобразователя 2 возникает напряжение U2 (фиг. 2в), модулированное по амплитуде. Это напряжение после усиления усилителем 3 поступает на сигнальный вход синхронного детектора 4. Формирователь импульсов 5 из синусоидального напряжений Ц фор1Л1руе Нрямоугьльное импульсное напряжение (меандр) Uj (фиг. 2г). На выходе блока 7 синхронизации и задержки формируются синхронизированные с частотой;следования , импульсов магнитного поля импульсы U- (фиг. 2Д) 7 временное положение кс торых регистрируется при изменении

времени задержки j в блоке 7.Эти импульсы запускают б;лок выбора 6,рабо-, тающий так,что на каждый импульс от блока 7 на выходе блока выбора 6 появляется один целый импульс напряжения иЛфиг.2е)из импульсной последовательности с выхода формирователя 5. Импульс с выхода блока выбора 6 управляет работой синхронного детектора 4, и при этом на его выходе возникает напряжение и4(фиг.2ж) , амплитуда которого определяется значением магнитной индукции В поля в момент времени, задаваемый временным положением импульса с выхода блока синхронизации и задержки 7.

При измерении постоянных полей или при калибровке тесламетра в постоянном магнитном поле блок 7 синхрониза:ции и задержки выполняет функцию автономного генератора импульсов запуска.

Снижение порога чувствительности тесламетра мгновенныхзначений позволяет повысить точность измерения и расширить диапазон измеряемых зна чений в сторону слабых полей.

Формула изобретения

Тесламетр мгновенных значений, содержащий последовательно соединенные преобразователь Холла, избирательный усилитель и синхронный детектор, а также блок синхронизации и задержки, отличающийс я тем, что, с целью снижения порога чувствительност измерения, в него дополнительно введены последовательно соединённые генератор высокой частоты, формирователь импульсов и блок выбора интервала измерения, включенные между токовыми электродами преобразователя и вторым входом детектора, при этом выход блока синхронизации и задержки подключен ко второму входу блока выбора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ZiS-MiJtt 1973, 15, № 8, 962-968.

2,Авторское свидетельство СССР № 559199, кл. G 01 R 33/00, 1973.