Устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относится к электроиз мерительной технике, предназначено для измерения магнитной индукции постоян чого магнитного поля и может быть использовано при измерении магнитной индукции в воздушных зазорахканалах и отверстиях электротехниче ких устройств, а также их полей рассеяния. Известны устройства для измерения магнитной индукции, в которых линеаризация характеристики датчика Холла осуществляется путем ее коррекции в диапазоне измерений за счет автомати ческого изменения выходного напряжения датчика Холла или его тока управления с помощью ряда пороговых устройств, срабатывающих при достиже нии выходным напряжением датчика Хол ла определенного значения l . В этом случае пинейность характеристики преобразования опредгляется числом точек коррекции, т. е. количе ством пороговых устройств, и-может быть получено весьма высокой. Однако наличие у пороговых.устройств явления гистерезиса приводит к неоднозначности результатов измерений в районе точек коррекции характеристики и, как следствие, к появлению дополнительной погрешности измерений. Недостатком таких средств измерений также является их сложность. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерёния магг нитной индукции, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла, усилитель а также регистрирующий прибор 2 . Однако это устройство обладает существенной погрешностью при измерении магнитной индукции более 0,1 0,2 Тл, что обусловлено нелинейно- . стью характеристики датчика Холла. Цель изобретения - повышение томности измерений. . 3Э5 Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла и усилитель, а также регистрирующий прибор, введены последовательно соединенные операционный усилитель, цепочка из двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых диодов, масштабный преобразователь и сумматор, второй вход которого соединен с выходом уси/мтеля и входом операционного усилителя, а выход - с регистрирующим прибором. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит последовательно соединенные стабилизатор 1 тока, датчик 2 Холла, усилитель 3 операционный усилитель k, цепочку 5 из двух встреч но-параллельно включенных полупроводниковых ДИОДОВ , 1асштабный преобразователь 6, сумматор 7 и регистрирующий прибор 8, причем второй вход сумматора 7 связан с выходом усилителя 3Устройство работает следующим образом. 1 - . Датчик 2 Холла управляется током L стабилизатора тока. Выходн(е напряжение Ux датчика 2 Холла поступает на вход усилителя 3 и после усиления на второй вход сумматора 7. Напря жение Uij с выхода усилителя 3 поступа ет также на вход операционного усилителя 4, к выходу которого подключена цепочка 5 из двух встречно-параллельно включенных диодов. Коэффициент передачи масштабного преобразователя 6 устанавливается таким, чтобы на первый вход сумматора 7 поступало напряжение и, равное составляющей напряжения Uy, обусловленной нелинейностью характеристики датчика Холла 2с противоположным знаком. В этом случае выходное напряжение Ug сумматора 7,поступающее на вход регистрирующего прибора 8, определяется линейной составляющей напряжения Uy, т. е. пропорционально измеряемой магнитной индукции. Погрешность линеаризации характеристики преобразования определяется точностью аппроксимации зависимости погрешности нелинейности датчика 2 Холла от измеряемой мЭгнитной индукции. Эта точность может быт получена весьма высокой для обеих полярностей измеряемой магнитной ин7дукции за счет использования соответствующих участков нелинейной вольт амперной характеристики диодов цепочки 5, что достигается установкой необходимого коэффициента усиления операционного усилителя и коэффициента передачи масштабного преобразователя 6. При этом линеаризация характеристики преобразования обеспечивается для любого характера зависимости магнитной чувствительности датчика Холла 2 от магнитной индукции, например, простым переключением входов операционного усилителя k. Так, при использовании датчика Холла 2, магнитная чувствительность которого увеличивается с ростом магнитной индукции, напряжение Uy должно поступать на инвертирующий вход операционного усилителя l, а при использовании датчика Холла 2 с другим характером за-, висимости магнитной чувствительности - на его неинвертирующий вход. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля при любом характере нелинейности преобразователя Холла. Например, использование в качестве масштабного преобразователя 6 делителя напряжений на резисторах, а в качестве сумматора 7 дифференциального операционного усилителя, позволяет обеспечить компенсацию нелинейности характеристики Преобразования для датчиков Холла разных типов в 15-20 раз. Формула изобретения Устройство для измерения магнитной индукции постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные стабилизатор тока, датчик Холла и усилитель, а также регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные операционный усилитель, цепочка из двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых диодов, масштабный преобразователь и сумматор, второй вход которого соединен с выходом, усилителя и входом операционного усилителя, а выход - с регистрирующим прибором.

5Э5 Э076

Источники информации, - 2. Афанасьев. Ю. В, и др. Магнитопринятые во внимание при экспертизе метрические приборы, преобразователи

1. Авторское свидетельство СССР и установки. Л., Энергия, 1972, № ««58791, кл. G 01 R 33/06.с. 173-179.