Устройство для измерения магнит-НыХ пОлЕй Советский патент 1981 года по МПК G01R33/07 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ. торого связан со входом из мвритвльного блока. Вход второго нуль-компаратора подключен ко входам первого фазовращателя и первому датчику Холла, а выход к первому входу элемен та И, втсфой вход которого cQeдинeн с выходом логического блока. На чертеже дана структурная схе.ма устройства. Устройство содержит источник 1 питания датчиков Холла, измерительны зонд 2 с датчиками Холла 3-5, ключи 6 - 8 и сумматоры 9 и 10, фазовра щатели 11 и 12, нуль-компараторы 13 14, триггер 15, фильтр 16 первой гармоники , измерительный блок 17, со тоясций из усилителя 18, выпрямителя 19 и индикатора 20, элемент И 21 на два входа, логический блок 22, со тояний из триггера 23, .жду11{их мультивибраторов 24 и 25, элемента 26 ИЛИ-НЕ на два входа, и координатный стенд 27. Устройство работает следующим образом. Источник 1 тока питания датчиков Холла создает в датчике Холла 3 ток, мгновенное значение которого определяется по ii) C-i) где 3w - амплитуда тока, и - частота тока. На выходе датчика Холла 3 появля ется напряжение U, K.-1e)-COScJlSinp-aj., (1) -коэффициент чувствительности датчика/ -модуль вектора магнитной индукции; -наименьший угол между нормалью к плоскости датчика 3 и проекцией вектора магнитной индукции на плоскость, перпендикулярную датчика 3 и 4 в Исследуемой точке поля; -наименьший угол между вектором магнитной индукции и нормалью в плоскости дат чика Холла 5. Фазовращатель 11 сдвигает фазу тока питания датчика 4 на угол f- , поэтому мгновеннре значение этого тока изменяется во времени по закону На выходе датчика 4 появляется напряжениеЦ MB s nйt-s w.Э.osoDt, (4) Напряжения U и Oj через ключи б и 7 поступают на вход сумматора 9, 65 выходное напряжение которого при замкнутых ключах 6 и 7 пропорционально проекции вектора магнитной индукции на плоскость, перпендикулярную датчикам 3 и 4 Ujj (t)ic-|6|-0 -sinp -s1n(wit-fci). (5) Этот .гармонический сигнгш преобразуется нуль-компаратором 13 в последовательность импульсов, формирукхцихг ся в моменты перехода синусоиды через нулевой уровень. Триггер 15 срабатывает на каждый импульс и генерирует прямоугольные импульсы с частотой и скважностью (. Фильтр 16 выделяет из этого (сигнала первую гармонику с частотой ои , которая сдвигается вторым фазовращателем 12 на угол , поэтому ток, питающий датчик Холла 5, имеет вид (((.) (6j На выходе датчика 5 появляется напряжение.- B -cosp -J -cos(cjottdL). () Это напряжение через ключ 8 подается на второй вход сумматора 10, на первый вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 9. На выходе сумматора 10 появляется напряжениеUjj Kiei.a -cosCua-t- A-p). (а) 1 ЕСЛИ угол (Ь стремится к нулю, то сигнал Uzj на входе нуль-компаратора 13 отсутствует, импульсов на входе логического блока 22 нет, триггер 23находится в устойчивом состоянии на -выходах ждущнх мультивибраторов 24н 25 будут логические нули и на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26, т. е. на выходе логического блока 22, будет логическая единица, которая откроет элемент И 21, что обеспечит формирование тока питания датчика 5 с частотой и фазой, определяемой источником тока 1, л, J «-COSU)t. напряжение на выходе датчика 5 будет, равно и,КЧВ1-Э. costyt. Это напряжение будет и на выходе сумматора 10. В зависимости от того, такие из ключей б, 7 или 8 замкнуты, измерительный блок 17 регистрирует без изменени Е положения измерительного зонда 2 величины модуля и ортогональных составляющих вектора магнитной индукции в исследуемой точке простра ства. Изменяя с помощью координатного стенда 27 положение зонда 2, измеряют значение модуля вектора магнитной индукции и его ортогональных сос тавляквдих в различных точках простра ства. Предлагаемое устройство позволяет измерять модуль вектора магнитной индукции с большей точностью позволяет снизить в 3-4 раза трудоемкость процесса исследования топографии магнитных полей по сравнению существующими приборами и в значител ной мере уменьшить влияние субьективных факторов на результаты исследования. Формула изобретения Устройство для измерения магнитны полей, содержащее измергтельный зонд с тремя взаимно перпендикулярна расположенными датчиками Холла, подключенный ко второму датчику Холла фазовращатель, три ключа, связанные с выходами соответствующих датчиков, подключенный к выходам двух ключей.сумматор.и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повьлдения точности работы, устройство снабжено вторым сумматором, эторым фазовращателем, элементом И, логическим блоком, двумя нуль-компараторами, триггером и фильтром, при этом выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора и входом первого нуль-кокшаратора, выход которого подключен к выходу элемент-а И, к входам триггера и логического блока, входные электроды третьего датчика Холла через фазовращатель и фильтр соединены с выходом триггера, а выходные через ключ - со вторым входом второго сумматора, выход которого связан со входом измерительного блока, вход второго нуль-компаратора подключен ко входам первого фазовращателя и первому датчику Холла, а выход - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом логического блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №557334, кл. G 01 R 33/12, 1975. 2.Информсщионный листок № 72-73 Серия 13-05, УДК 621, 317, 444 (прототип) .