SU741207A1 - Device for measuring variable magnetic induction - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может быть использовано дл  прецизионного измерени  в широком частотном диапазоне индукции переменных магнитных полей .The invention relates to the field of magnetic measurements and can be used for precision measurements in a wide frequency range of induction of alternating magnetic fields.

Известны устройства, содержа.щие , датчик Холла, источник питани  датчика Холла, автоматический переключатель , преобразователь напр жениекод и цифровое отсчетное устройство 1 . .Devices are known that contain a Hall sensor, a Hall sensor power supply, an automatic switch, a voltage converter, and a digital reading device 1. .

Недостатком известных устройств  вл етс  наличие мультипликативной погрешности, обусловленной н стабильностью параметров датчика Холла, тока питани  датчика Холла и электрических параметров схемы.A disadvantage of the known devices is the presence of a multiplicative error due to the stability of the parameters of the Hall sensor, the power supply current of the Hall sensor and the electrical parameters of the circuit.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство , содержащее блок отсчета, преобразователь напр жение - код датчик Холла и источник посто нного тока , выход которого соединен с входом датчика Холла 2.The closest to the invention in its technical nature is a device containing a reference unit, a voltage converter — a Hall sensor code, and a DC source, the output of which is connected to the input of a Hall sensor 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  отклонение коэффициента преобразовани  от номинального значени  из-за временной и температурной нестабильности параметров датчика Холла и тока питани , что приводит к снижению точности измерени  индукции.A disadvantage of the known device is the deviation of the conversion coefficient from the nominal value due to the time and temperature instability of the parameters of the Hall sensor and the supply current, which leads to a decrease in the measurement accuracy of the induction.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Это достигаетс  тем, что в устройство , содержащее блок отсчета, преобразователь напр жение - код , датчик Холла и источник посто нного This is achieved in that the device containing the reference block, the voltage transducer - the code, the Hall sensor and the constant source

10 тока, выход которого соединен с входом датчика Холла, введена катушка Соединенна  со стабилизатором посто нного тока, два формировател , блок делени  и последовательно соединен15 ные блок управлени  и .автоматический переключатель, второй вход которогтз подключен к выходу первого формировател  , третий вход автоматического переключател  соединен с выходом вто20 рого формировател , первый вход последнего подк.лючен к входу первого формировател  и к выходу датчика Холла/ второй вход второго формировател  соединен с вторым выходом блока уп25 равлени , третий выход которого подключен к первому входу блока отсчета, второй вход последнего соединен с выходом блока делени , первый вход которого подключен к первому входу прераэовател  напр жение - код , ретьему входу автоматического переключател  и второму входу первого формировател , при этом выход автоматического переключател  соединен с вторым входом преобразовател  напр жение - код , выход последнего подключен к второму входу блока делени , а датчик Холла находитс  в поле катушки.10 current, the output of which is connected to the input of the Hall sensor, a coil connected to the DC stabilizer, two drivers, a dividing unit and a serially connected control unit and an automatic switch, the second input of which is connected to the output of the first driver, the third input of the automatic switch are connected. with the output of the second driver, the first input of the latter is connected to the input of the first driver and to the output of the Hall sensor / the second input of the second driver is connected to the second output of the bl The control unit, the third output of which is connected to the first input of the reference block, the second input of the last is connected to the output of the dividing unit, the first input of which is connected to the first input of the voltage relay - the code, the network input of the automatic switch and the second input of the first driver, the output of the automatic the switch is connected to the second input of the voltage converter — a code, the output of the latter is connected to the second input of the division unit, and the Hall sensor is in the coil field.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит датчик 1 Холла , источник 2 посто нного тока, катушку 3 стабилизатора 4 посто нного тока, формирователи 5 и 6, автоматический переключатель 7, преобразователь 8 напр жение - код , блок 9 делени , отсчетный блок 10 и блок 11 управлени .The device contains a Hall sensor 1, a source of 2 direct current, a coil 3 of a stabilizer 4 of direct current, drivers 5 and 6, an automatic switch 7, a voltage converter 8 - code, a dividing unit 9, a reading unit 10 and a control unit 11.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигналом начальной установки, поступающим из блока il на преобразователь 8 и блок 9, схема подготавливаетс  к циклу измерени .The initial setup signal, coming from block il to converter 8 and block 9, prepares the circuit for the measurement cycle.

Выходной сигнал датчика 1 Холла, пропорциональный измер емой индукции индукции дополнительного магнитного пол  создаваемого катушкой 3, по обмотке которой протекает ток от стабилизатора 4 посто нного тока , поступает на формирователи 5 и 6 .The output signal of Hall sensor 1, proportional to the measured induction of an additional magnetic field created by the coil 3, through the winding of which current flows from the dc stabilizer 4, is fed to the formers 5 and 6.

В--до,) In - to,)

и 1„8(В,and 1 „8 (В,

где S - чувствительность датчикаwhere S is the sensor sensitivity

Холла к индукции; If, - ток питани  датчика; В - Bj cosiDt;Hall to induction; If, is the sensor supply current; B - Bj cosiDt;

В - амплитудное значение- индукции .B - amplitude value - induction.

Цикл измерени  происходит в два такта коммутации.The measurement cycle takes place in two clock cycles.

В первом такте на преобразователь 8 напр жение - код через автоматический переключатель 7 поступает переменна  составл юща  выходного сигнала датчика 1 Холла. Она выдел етс  формирователем 5 и там же преобразуетс  в посто нный ток. Код N выходного регистра преобразовател  8 напр жение - код , соответствующий измер емой индукции переменногоIn the first clock cycle, the voltage across the converter 8, the code, through the automatic switch 7, receives a variable component of the output signal of the Hall sensor 1. It is released by shaper 5 and is also converted to direct current there. Output voltage register N code of the voltage converter 8 is a code corresponding to the measured variable induction

магнитного пол  В magnetic field B

переписываетс rewritten

т в блок 9.t in block 9.

N-j, С-К-1„- В,N-j, С-К-1 „- В,

КTO

где К - коэффициент преобразовани  формировател  переменной составл ющей;where K is the conversion factor of the variable component driver;

К - коэффициент преобразовани  преобразовател  напр жение - код ,K - transformer voltage conversion factor - code,

Во втором такте коммутации на преобразователь 8 поступает посто нна  .составл юща  выходного сигналаIn the second switching cycle, the converter 8 receives a constant component of the output signal.

датчика 1 Холла, Она выдел етс  формирователем 6. Ксгд N 2 выходного регистра преобразовател  8, соответствующий индукции дополнительного магнитного пол  В j, переписываетс  в блок 9 делени .Hall sensor 1, It is allocated by shaper 6. The N 2 of the output register of converter 8, corresponding to the induction of an additional magnetic field B j, is rewritten into block 9 of division.

КTO

N N

К,TO,

В допIn addition

К доп 2To additional 2

где К - коэффициент преобразовани  формировател  посто нной составл ющей .where K is the constant conversion ratio of the DC driver.

После поступлени  управл ющего сигнала с блока 11 блок 9 делени  совершает операцию делени  числа N На число Nj.. Результат делени After the arrival of the control signal from block 11, the division block 9 performs the operation of dividing the number N by the number Nj. The result of dividing

IL..Il ..

n mn m

тt

N,N,

S- - VnSVnS- - VnSVn

Из последнего выражени  видно, чт блок 9 делени  зафиксирует в виде статического кода число импульсов, пропорциональное измер емой индукции переменного магнитного пол  В и не завис щее от нестабильности тока питани  датчика, параметров датчика, коэффициента преобразовани  схемы при стабильных коэффициентах преобразовани  формирователей посто нной и переменной составл ющей К, Kg, если значение индукции дополнительного магнитного пол  ВFrom the last expression, it is clear that block 9 of division will fix in the form of a static code the number of pulses proportional to the measured induction of the alternating magnetic field B and not dependent on the instability of the sensor supply current, sensor parameters, circuit conversion factors with stable conversion factors of constant and variable drivers component K, Kg, if the value of the induction of an additional magnetic field B

прин ть заtake over

Д,опD, op

единицу измер емой индукции переменных магнитных полей.unit measured induction of variable magnetic fields.

Изобретение позвол ет полностью исключить мультипликативную погрешность , обусловленную нестабильностью параметров датчика Холла, тока питани  и электрических параметров схемл Отпадает необходимость в изготовлении высокостабильных источников питани  датчиков Холла и термостабили зации датчиков. Это приводит к уменьшению габаритов измерительного зонда , что позвол ет проводить измерение переменных магнитных полей в узких зазорах.The invention makes it possible to completely eliminate the multiplicative error due to instability of the parameters of the Hall sensor, the current of the power supply and the electrical parameters of the circuit. There is no need to manufacture highly stable sources of power for the Hall sensors and thermal stabilization of the sensors. This leads to a reduction in the dimensions of the measuring probe, which makes it possible to measure variable magnetic fields in narrow gaps.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР1. USSR author's certificate 339884, кл. G 01 R 33/00, 09.02.70, 339884, cl. G 01 R 33/00, 09.02.70 2.Авторское свидетельство СССР2. USSR author's certificate 347704, кл. G 01 R 33/06, 25.02,71, 347704, cl. G 01 R 33/06, 25.02,71, ШSh в.at.