SU875317A1 - Magnetometer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности предназначаетс  дл  измерени  (осциллографировани ) им .нульсных магнитных полей и по вх магнитным пол м рассе ни . Известен магнитометр, сод жаший компенсащюнную катущку из нескольких витков, расположенных непосредстве1шо на плоскости датчика Холла по его п-вметру и широкополосный усилитель, ко . в1хрд)г которого через компенсационную катушку подключены сигнальные электроды датчика Холла. Катушка подключена с целью компшссации ЭДС наводок в выходной цепи датчика Холла. Компенсаци  наводок происходит за счет того, что напр жение с этой обмотки поступает в против фазе с напр жением наводки на вход усилител  И;. Недостатком данного устройства  вл етс  ии у   точность измерени из-за большого уровн  собственных шум(Ж и наводок на ш 1ходе магнитометра. Первое обусловлено применением широкополосэюгЧ) усилител , второе - трудностью практического осуществлени  компенсации наводок на подводы к датчику Холла при помощи одной кокшенсационной катушки, так как в широкой полосе частот начинают сказыватьс  трудноучитываюшие паразитные раслределенноые параметры выходной цепи датчика , имеющие индукционный и емкостной характер. Цель иэо етени  - повышение точности . Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в магнитометр, содержащий блок пвтани , выход вотсфого подключен к тсмковым электродам .атчика Хопла, обмотву компенсаци  и усилитель, «ведены индукционный датчик, резистор и ксждёнсатор, при этом вход усилител  подключен через конденсате к его выходу, а черва последователыю соединенные резистсф, индукционный датчик и обмотку компенбации к сигналывдм электродам датчика Холла. На чертике показана блок-схема предлагаемого махчштометра. 38 Магнитометр содержит датчик 1 Холла, блок 2 питанц  датчика Холла, обмотку 3 компенсаций, индукционный датчик 4, реэистор 5, и кондеисатор 6, представл ю щие цепи обратных св зей усилител  7. Токовые электроды датчика Холла соединены с блоком 2 питани . Сигнальные эле троды датчика Холла через последователь но соединенные обмотку 3 компенсации, . индукционный датчик 4 и резистор 5 подключены по входу усилител  7. Вход усилител  7 через конденсатор 6 соединен с его выходом., Магнитометр работает следующим образом . Измер емое магнитное поле наводит в индукционном датчике 4 ЭДС индукции. Это же измер емое магнитное полб, воздейству  на датчик 1 Холла, создает ЭДС Холла. Так как тракт усилени  представл ет собой линейную систему, в результате произойдет суммирование этих напр жений. Тогда напр жение .на выходе усилител  7 запишетс  в виде   гг/у- йАо g ( Vljf)The invention relates to a measurement technique, in particular, is intended for measuring (oscillographing) of pulsed magnetic fields by it and on the magnetic fields of a scattering field. A magnetometer is known, containing a compensator coil of several turns located directly on the Hall sensor plane along its n-meter and broadband amplifier, co. v1hrd) r of which the signal sensors of the Hall sensor are connected through the compensation coil. The coil is connected to comprehend EMF pickups in the output circuit of the Hall sensor. The compensation of interference occurs due to the fact that the voltage from this winding enters in the opposite phase with the voltage applied to the input of the amplifier I. ;. The disadvantage of this device is that the measurement accuracy is due to the high level of intrinsic noise (L and noise on the magnetometer's lead. The first is due to the use of a wideband amplifier), the second is the difficulty of practical compensation of the leads to the Hall sensor using a single cocking head since in a wide frequency band, difficult to read parasitic distributed parameters of the output circuit of the sensor, having an inductive and capacitive character, begin to appear. The goal is to improve accuracy. The supplied circuit is achieved by the fact that the magnetometer containing a pvtani unit, the output is connected to the Hopl sensor's electrodes, the compensation winding and the amplifier, an inductive sensor, a resistor and a coupling are connected, the amplifier input is connected to its output through a condensate A series of connected resistors, an induction sensor, and a compensation winding to the signal electrodes of the Hall sensor. The devil shows the block diagram of the proposed machchtometer. 38 The magnetometer contains a Hall sensor 1, a Hall sensor unit 2, a winding 3 compensations, an induction sensor 4, a Rheistor 5, and an air conditioner 6, which represent feedback circuits of amplifier 7. The current electrodes of the Hall sensor are connected to power supply unit 2. Signal elec- trodes of the Hall sensor through a successively connected winding 3 compensations,. The induction sensor 4 and the resistor 5 are connected to the input of the amplifier 7. The input of the amplifier 7 is connected via a capacitor 6 to its output. The magnetometer operates as follows. The measured magnetic field induces in the induction sensor 4 induction emf. The same measured magnetic field, acting on the Hall sensor 1, creates a Hall EMF. Since the gain path is a linear system, this will result in the summation of these voltages. Then the voltage at the output of amplifier 7 will be written in the form yy / y-yAo g (Vljf)

де R)(de R) (

-посто нна  Холла;-Permanent Hall;

DD

-ток питани  датчика 1 Холла;- power supply of Hall sensor 1;

A.o HA.o H

-магнитна  посто нна ;- magnetic constant;

-напр женность магнитного пол ;- magnetic field strength;

АО - коэффициент усилени  усилител  7 с разомкнутой петлей обратной СВЯЗИ}AO - amplifier gain 7 with open loop feedback}

3 - толщина пластины датчика 1 Холла;3 - the thickness of the plate of the sensor 1 Hall;

и -(lfAo)RCand - (lfAo) RC

S - площадь поперечного сечени  индукционного датчика 4; S is the cross-sectional area of the induction sensor 4;

W число витков индукционного датчика 4;W the number of turns of the induction sensor 4;

R СR С

сопротивление резистора 5; емкость конденсатора в. Таким образом, при ty SW/RxJ ринципиально обеспечиваетс  неограниФормула изобретени resistance of resistor 5; capacitor capacitance c. Thus, when ty SW / RxJ, a non-constrained formula is in principle provided.

Магнитометр, содержащий блок пита-т ни , выход которого подключен к токовым электродам датчика Холла, обмотку компенсации и усилитель, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности, в него введены индукционный датчик, резистор и конденсатор при этом вход усилител  подключен через конденсатор к его выходу, а через последовательно соединенные резистор, индукционный датчик и обмот компенсации - к сигнальным электродам датчика Холла. Источники информации,A magnetometer containing a power supply unit, the output of which is connected to the current electrodes of the Hall sensor, a compensation winding and an amplifier, characterized in that, in order to increase accuracy, an induction sensor, a resistor and a capacitor are inserted into it and the amplifier input is connected via a capacitor to its output, and through series-connected resistor, induction sensor and compensation winding - to the signal electrodes of the Hall sensor. Information sources,

прюштые во внимание при экспертизеpryushty into account during the examination

1. Афанасьев Ю. В., Сгуденцов Н. В., Щепкин А. П. Магнитометрические преобразователи , приборы, установки. Л., Энерги , 1972, с. 13, 203. 7 енна  полоса пропускани  магнитометра ри ограниченной полосе пропускани  усиител  7, охваченного обратной св зью. олоса пропускани  этого усилител  на ровне 0,7 определ етс  частотой среза U|c, и рассчитываетс  по формуле Д Lf ии Начина  с этой частоты, частотна  характеристика интегрирующего усилител  (усилител  7, охваченного обратной св зью) падает со скоростью 6 dB/oct . Таким образом , недокомпенсированна  обмоткой 3 компенсации, наводка на датчике 1 Холла претерпевает дальнейшее ослабление, благодар  чему погрешность от наводки остаетс  посто нной по диапазону частот. .Магнигомегр может примен тьс  в  дерной физике при исследовани х пучков зар женных частиц, исследовани х плазмы, исследовани х различного рода разр дов, сопровождающихс  магнитными пол ми ( дерном взрыве). Макеты подобного рода магнитометров измер ли импульсные магнитные пол  в полосе О-5О мГц.1. Afanasyev Yu. V., Sgudentsov N. V., Schepkin A. P. Magnetometric converters, devices, installations. L., Energie, 1972, p. 13, 203. 7 Enna bandwidth of the magnetometer and limited bandwidth of the amplifier 7 covered by feedback. The bandwidth of this amplifier at a level of 0.7 is determined by the cutoff frequency U | c, and is calculated using the formula D Lf and Starting from this frequency, the frequency response of the integrating amplifier (amplifier 7 covered by feedback) drops at a speed of 6 dB / oct. Thus, undercompensated by the compensation winding 3, the pickup on the Hall sensor 1 undergoes further weakening, whereby the pickling error remains constant over the frequency range. Magnificomes can be used in nuclear physics in studies of beams of charged particles, plasma studies, studies of various kinds of discharges accompanied by magnetic fields (nuclear explosion). Models of this kind of magnetometers measured pulsed magnetic fields in the O-5 MHz band.

Claims (1)

Ф о р м у л а изобретенияClaim Магнитометр, содержащий блок питания, выход которого подключен к токовым электродам датчика Холла, обмотку компенсации и усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены индукционный датчик, резистор и конденсатор при этом вход усилителя подключен через конденсатор к его выходу, а через последовательно соединенные резистор, индукционный датчик и обмотку компенсации - к сигнальным электродам датчика Холла.A magnetometer containing a power supply, the output of which is connected to the current electrodes of the Hall sensor, a compensation winding and an amplifier, characterized in that, in order to improve accuracy, an induction sensor, a resistor and a capacitor are introduced into it, while the input of the amplifier is connected through its capacitor to its output, and through series-connected resistor, induction sensor and compensation winding - to the signal electrodes of the Hall sensor.