Устройство для измерения индукции переменного магнитного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения индукции переменных магнитных полей и может быть использовано при изучении влияния переменных магнитных полей, создаваемых различной магнитно-терапевтической аппаратурой, на биологический объект. Известно устройство аналогичного назначения, которое содержит блок питания, датчик Холла, токовые элект роды которого подключены к выходу блока питания, усилитель, работающий в режиме усиления постоянной составляющей, измеритель, вход которого соединен с выходом усилителя, широко полосный усилитель, вход которого со динен с холловским электродом датчика Холла, и второй датчик Холла, ток вые электроды которого соединены с выходе широкополосного усилителя, а холловские электроды - с входом усилителя i;i. При работе устройства включают блок питания, помещают оба датчика Холла в измеряемое переменное магнит ное поле и на шкале измерителя наблю дают значение индукции переменного о поля, преобразованное в напряжение , которое я в следующем виде: . oS d -d коэффициент передачи широкополосного усилителя, коэффициент усиления усилителя, коэффициент преобразования выходного напряжения широкополосного усилителя в ток питания второго датчика Холла, постоянные Холла соответственно первого и второго датчиков Холла, толщины пластин соответственно первого и второ-го датчиков Холла, ток, протекающий через токовые электроды датчика Холла, действующее значение индукции переменного магнитного поля.

Как видно из выражения (1)/ индукционные наводки в выходном сигнале усилителя отсутствуют, однако появляется квадрат индукции измеряемого переменного магнитного поля-, в связи с чем возникает необходимость преобразовать квадратичную форму зависимости в линейную устанавливать на выходе усилителя преобразователь сигнала из квадратичной формы в линейную.

Известные преобразователи сигнала из квадратичной формы в линейную имеют: свои пограиности, зависящие от тф1пературы, продолжительности измерений, методических ошибок, связаннЦх с извлечением квадратного корня. Кр;оме того, известное устройство для из:мерения индукции переменного магнитного поля обладает температурной и временной погрешностью, вносимой сигналами оиибок блока питания, датчкЦ Холла и широкополосного усилители При этом напряжение на выходе широкбполосного усилителя может изменяться при постоянном значении индукции магнитного поля, что вносит неточнбсть в измерение.

Цель изобретения - повьапение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения иИдукции переменного магнитного поля содержащее последовательно соединенHbie первый датчик Холла, широкополоснЦй усилитель, последовательно соединённые второй датчик Холла, усилител и регистратор, введен преобразовател амплитуды сигнала, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя , а выход - с токовыми электро дами второго датчика Холла.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема усилителя З; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема преобразоватля.

Устройство (фиг. 1) состоит из блока 1 питания, первого датчика Холла 2, токовые электроды которого подключены к выходу блока питания, усилителя 3, работающего в режиме усиления постоянной составляющей, измерителя 4, вход 5 которого соединен с выходом усилителя 3.

Уdтpoйcтвo содержит также широкополосный усилитель б, вход которого соединен с холловскими электродами датчика Холла 2 и второй датчик Холла 7, холловские электроды которого соединены с входом усилителя 3, В устройство входит преобразователь 8 амплитуды сигнала, вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя 6, а выход - с токовыми электродами второго датчика Холла 7. В состав усилителя (фиг. 2) входят фильтр 9 низких частот и усилитель 10 постоянного тока. Данная

схема дана для случая, когда усилитель работает в режиме усиления постоянной составляющей.

Преобразователь амплитуды сигнала (фиг. 3) содержит усилитель с управляемым элементом и трансформаторным выходом 11, ограничитель 12, избирательный усилитель с вычитающим устройством 13, синхронный детектор 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении блока 1 питания через токовые электроды датчика Холла 2, помещенного в измеряемое переменное магнитное поле, начинает протекать ток 3 ( создаваемый блоком питания.В результате на холловских электродах датчика Холла 2 появится напряжение. Это напряжение усиливается широкополосным усилителе б и подается навход преобразователя 8. В преобразователе входное напряжение преобразуется. Далее это напряжение подводится к токовым элекродам второго датчика Холла 6, который, как и первый, помещен в измеряемое переменное магнитное поле. В результате на холловских электродах последнего возникает напряжение, которое подводится к входу усилителя 3. На выходе усилителя 3 появляется сигнал, соответствующий постоянной составляющей входного сигнала.

Это напряжение подводится к входу измерителя 4, на шкале которого наблюдают значение индукции переменного игагнитного поля.

Таким образом, введение преобразователя а1мплитуды сигнала позволило линеаризировать выходное напряжение устройства и исключить температурные и другие погрешности, вноси:/1ые блоком питания, датчиком Холла и широкополосным усилителем, что приводит к повьЕиению точности измерений переменного магнитного поля. Как показали лабораторные испытания, погрешность измерения с помощью этого устройства не превышает 1%.

Предлагаемое устройство дает возможность также с большей точностью контролировать значение индукции

переменных магнитных полей.

Формула изобретения

Устройство для измерения индукции переменного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные первый датчик Холла, широкополосный усилитель, последовательно соединенные второй датчик Холла, усилитель и регистратор, отличающеес я тем; что, с целью повышения точности, в него введен преобразователь амплитуды сигнала, вход котороГо соединен с выходом широкополосного усилителя, а выход - с токовыми электродами второго датчика Холла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Измерительные преобразователи. К., изд. НТО Приборпром, 1970, Панчииюн Ю.М. Применение эффекта Холла для определения индукции переменных магнитных полей в широком частотном диапазоне.

в