устройство для измерения магнитного поля
Классы МПК: | G01R33/06 с помощью гальваномагнитных приборов |
Автор(ы): | Абрамов О.Ю., Столяров В.О. |
Патентообладатель(и): | Санкт-Петербургский государственный университет им.В.И.Ульянова (Ленина) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-12-11 публикация патента:
20.04.1995 |
Применение: в магнитометрии, радиоспектроскопии. Суть изобретения: устройство содержит источник 1 постоянного опорного напряжения, коммутатор 2, датчик 3 Холла, интегратор 4, блок 5 выборки и хранения, синхронизатор 7. Точность измерений предложенным устройством определяется стабильностью величины электрического заряда, проходящего через датчик Холла, что составляет 0,01 - 0,001%. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее последовательно соединенные источник опорного напряжения, коммутатор и гальваномагнитный преобразователь, второй управляющий вход которого соединен с вторым выводом источника опорного напряжения, а также блок регистрации и синхронизатор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен интегратор, а в качестве блока регистрации используется блок выборки и хранения, первый вход которого соединен с входом интегратора, а выход которого является выходом устройства, а также электрический конденсатор, включенный между третьим сигнальным электродом коммутатора и вторым управляющим входом гальваномагнитного преобразователя, сигнальный вход интегратора соединен с Холловскими электродами гальваномагнитного преобразователя, а вход сброса с первым выходом синхронизатора.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерениям магнитных полей с помощью гальваномагнитных преобразователей и может быть использовано при создании магнитометров, применяемых в радиоспектроскопии и радиотехнике. Известны устройства для измерения магнитного поля, основанные на том, что через гальваномагнитный преобразователь (датчик Холла) пропускают постоянный или переменный управляющий ток и измеряют величину преобразованного сигнала (ЭДС Холла). Недостатком этих устройств является невысокая скорость измерения. Это объясняется малым уровнем преобразованного сигнала, что вынуждает применять для его усиления узкополосные избирательные усилители постоянного тока. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения магнитного поля, позволяющее подавать на гальваномагнитный преобразователь управляющее воздействие в виде короткого, но мощного прямоугольного импульса и измерять амплитуды преобразованного сигнала. Данное устройство может быть взято в качестве прототипа изобретения. Устройство-прототип позволяет получить в 10-20 раз большую амплитуду преобразованного сигнала, чем другие устройства за счет большей амплитуды управляющего воздействия. Это позволяет применить усилители с меньшим усилием и большей рабочей полосой. Время измерения здесь практически ограничено только длительностью управляющего воздействия. Основным недостатком прототипа является недостаточно высокая точность измерений, ограниченная нестабильностью амплитуды импульсного управляющего воздействия, величину которой получить менее 0,1% затруднительно. Цель изобретения повышение точности измерений. Цель достигается за счет того, что устройство, содержащее последовательно соединенные источник опорного напряжения, коммутатор и гальваномагнитный преобразователь, второй управляющий вход которого соединен с вторым выводом источника опорного напряжения, а также блок регистрации и синхронизатор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а второй с вторым входом блока регистрации, введены интегратор, а в качестве блока регистрации используется блок выборки и хранения, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а выход является выходом устройства, а также электрический конденсатор, включенный между третьим сигнальным электродом коммутатора и вторым управляющим входом гальваномагнитного преобразователя, причем сигнальный вход интегратора соединен с Холловскими электродами гальваномагнитного преобразователя, а вход сброса интегратора соединен с первым выходом синхронизатора. Сущность изобретения можно пояснить следующим образом. Величина измеряемого сигнала Uи определяется так:Uи= KB
![устройство для измерения магнитного поля, патент № 2033624](/images/patents/440/2033624/2033624-2t.gif)
![устройство для измерения магнитного поля, патент № 2033624](/images/patents/440/2033035/964.gif)
![устройство для измерения магнитного поля, патент № 2033624](/images/patents/440/2033035/964.gif)
![устройство для измерения магнитного поля, патент № 2033624](/images/patents/440/2033035/964.gif)
Q CUоп. (2)
Нестабильность этого заряда, а следовательно, и точность измерения магнитного поля описываемым устройством определяются, таким образом, нестабильностью постоянного напряжения Uоп на выходе ИОН 1, которая может быть получена порядка 0,01-0,001% тогда как в прототипе эта величина не превышает 0,1% Величина Uоп должна выбираться из условия Uоп <
![устройство для измерения магнитного поля, патент № 2033624](/images/patents/440/2033624/2033624-3t.gif)
Класс G01R33/06 с помощью гальваномагнитных приборов