Устройство для измерения электродвижущей силы Холла Советский патент 1982 года по МПК G01R33/07 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-зовано в радиотехнических устройствах, содержащих датчики Холла, а также для измерения параметров полупроводниковых материалов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее два источника питания, имеющих кратные частоты, выход каждого из которых соединен с одной из пар противоположных электродов датчика Холла, два фазочувствительных детектора, входы которых соединены с соответствующими парами электродов, а выходы - со входами сумматора и индикатор, подключенный на выходе сумматора J.

Недостатками этого устройства яв, ляются сравнительно невысокая точность проводимых измерений , что связано невозможностью полного исключения напряжения неэквипотенциальностй из выходного сигнала, поскольку съем

сигналов на сумматор происходит с различных пар электродов датчика Холла, напряжения неэквипотенциальностй на которых различны, и, следовательно, не могут быть скомпенсированы в выходном сигнале. Кроме того, наличие в устройстве двух независимых измерительных каналов, для которых величины токов обоих источников питания и коэффициенты передачи де10текторов должны быть одинаковыми, существенно усложняет устройство и является дополнительной причиной возможных погрешностей измерений. Это устройство пригодно для измерения

15 датчиками Холла квадратной формы, тогда как промышленные датчики имеют обычно прямоугольную форму с примерным соотношением сторон 1:2.

Цель изобретения - повьшение точ20ности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения электродвижущей силы Холла, содержащем датчик Холла, токовые электроды которого подсоединены к выходу генератора переменного напряжения, а холловские электроды подсоединены ко входу детектора, и сумматор, один вход которого соединен с выходом детектора, а выход подключен к индикатору, введены две катушки индуктив ности, выпрямительный блок и симметричный делитель напряжения, причем вход выпрямительного блока подключен ,к выходу генератора, а выход через соответствующую катушку индуктивности - к токовым электродам датчика Холла и непосредственно - к симмет- ричнойу делителю напряжения, среднЛя точка которого и один холловский электрод соединены с другим входом сумматора. Подобное выполнение измерителя ЭДС Холла повышает точность измерений, так как полностью исключает напряжение неэквипотенциальности их выходного сигнала в результате того, что съемсигналов на сумматор происходит с одних и тех лее электродов, и,упрощает устройство, исключая из него один измерительный канал. На чертеже дана схема устройства. Устройство для измерения электродвижущейся силы Холла содержит генератор 1 переменного напряжения, выхо которого соединен с токовыми электро дами 2 и 3 датчика 4 Холла (или полу проводникового образца, детектор 5, настроенный на частоту генератора 1 и подключенный входом к холловским электродам 6 и 7, сумматор 8, первым в:содом подключенный к выходу детекто ра 5, а выходом - к индикатору 9, выпрямительный блок 10, вход которог соединен с выходом генератора 1, а выход - с симметричным делителем на резисторах I1 и I2 через катушки 13 и 14 индуктивности с токовыми электр дани 2 и 3. Средняя точка 15 делителя и холловский электрод 7 соединены со вторым входом сумматора 8. Устройство работает следующим образом. От генератора 1 датчик 4 Холла че рез электродъ 2 и 3 питается перемен ным током величины 1. На холловских электродах 6 и 7 датчика, помещенног в магнитное поле, выделяется сигнал, равный алгебраической сумме ЭДС Холл (Ц/) и напряжения неэквипотенциальности (U|j) и. (U + U)siniu;t 1 ли Сигнал и, после детектирования детектором 5 подается на первый вход сумматора 8. Одновременно с этим от выпрямительного блока 10 через катушки 13 и 14 индуктивности и электроды 2 и 3 датчик 4 Холла питается также постоянным током К J, где К - постоянный коэффициент определяемый параметрами выпрямителя. Между холловским электродом 7 и средней точкой 15 симметричного делителя появляется разность потенциалов, равная алгебраической сумме напряжения неэквипотенциальности с половинной величины ЭДС Холла и 0,5U + и Эта разность потенциалов поступает на второй вход сумматора 8. Сигнал, полученный на выходе сумматора 8 Vix- i V-(Ux4UH)-(0,)--0,6-Ux практически не содержит напряжения неэквипотенциальности и подается на индикатор 9. Введение в известное устройство новой совокупности признаков выгодно отличает предлагаемый измеритель ЭДС Холла от известного, так как повьшает точность измерений, упрощает устройство и расширяет его функциональные возможности. Действительно, в связи с тем, что напряжения неэквипотенциальности в сигналах U и 1/2 снимаются с одних и тех же электродов датчика Холла , они компенсируют друг друга, и в выходном сигнале Ug|j|, (см. выражение (1)) напряжение неэквипотенциальности практически не содержится. Благодаря тому, что выходные напряжения генератора 1 и выпрямительного блока 10 связаны между собой однозначно, напряжение неэквипотенциальности исключается при любом допустимом выходном напряжении генератора. Предлагаемое устройство может работать с датчиками (или полупроводниковыми образцами) любой допустимой для подобных измерений формы. Формула изобретения Устройство для измерения электродвижущей силы Холла, содержащее датчик Холла, токовые электроды которого подсоединены к выходу генератора переменного напряжения, а холловские электроды - ко входу детектора, и сумматор, один вход которого соедине с выходом детектора, а выход подклю чен к индикатору, отличающ е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены две катушки индуктивности, выпрями866 тельный блок и симметричный делитель напряжения, причем вход выпрямительного блока подключен к выходу генератора, а выход через соответствующую катушку индуктивности - к токовым электродам датчика Холла и непосредственно - к симметричному делителю напряжения, средняя точка которого и один холловский электрод соединены с другим входом сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2235371, кл. G 01 R 33/06, 1975.