RU1795391C - Способ измерени напр жени Холла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнитоизме- рительной технике и предназначено дл  измерени  магнитных величин в широком диапазоне их.изменени . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Эта цель достигаетс  предварительным определением и запоминанием коэффициента компенсации , равного отношению напр жени  на токовых электродах датчика Холла к его напр жению неэквивалентности, определением переменного калибровочного сигнала в текущий момент времени, равного отношению части напр жени  на токовых электродах датчика Холла и коэффициенту компенсации, кодированием выходного сигнала датчика Холла и вычитанием переменного калибровочного сигнала выходного сигнала датчика Холла. В способе также осуществл етс  преобразование датчиком Холла магнитной индукции в электрический сигнал и усиление его выходного сигнала. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к магнитоизме- рительной технике и может быть применено в различных приборах и устройствах дл  прецизионного измерени  магнитных величин в широком диапазоне их изменени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  напр жени  Холла.

На чертеже приведена структурна  схема устройства, реализующа  данный способ измерени  напр жени  Холла.

Устройство, реализующее способ измерени  напр жени  Холла состоит из датчика Холла 1, стабилизатора 2 тока, коммутаторов 3, 4, трансформаторов 5, 6, синхронного детектора 7, блока управлени  8, преобразовател  напр жение-код 9, делительного устройства 10, элемента ИЛИ 11, реверсивного счетчика 12, двоично-дес тичного дешифратора 13, цифрового индикатора 14,

группы элементов 2-2И-2ИЛИ 15, регистра 16 и переменного резистора 17.

Работа устройства происходит следующим образом.

Сначала предварительно определ етс  коэффициент компенсации и запоминаетс  в регистре 16.

Коэффициент компенсации равен

VJ

чэ ел

GO Ю

К

UT U

нэ

где DT - напр жение на токовых электродах датчика Холла; j

Унэ напр жение неэквипотенциально- сти.

Напр жение неэквипотенциальности можно определить, поместив датчик Холла в экран и измерив сигнал датчика Холпг при

отсутствии магнитного пол . При отсутствии экрана напр жение неэквипотенциаль- ности можно определить следующим образом с применением данного устройства . Дл  этого датчик Холла 1 помещаетс  в магнитное поле, выключатель 18 устанавливаетс  положение калибровка. При этом триггер 19 устанавливаетс  в такое положение , что выдает разрешающий сигнал на элемент И 20 и запрещающий сигнал на элемент И 21. Кроме того, при этом коммутатор 4 находитс  в исходном состо нии. Нажатием выключател  22 обнул етс  устройство и устанавливаетс  в исходное состо ние . При этом в нулевое состо ние устанавливаютс  счетчики 23, 24. При поступлении счетного импульса с генератора импульсов 25 срабатывает элемент И 20. Сигнал элемента И 20 через элемент ИЛИ 26 поступает на счетный вход счетчика 23. Дешифратор 27 вырабатывает сигнал, который обнул ет реверсивный счетчик 12, делительное устройство 10.

При поступлении второго счетного импульса на счетчик 23 дешифратор 27 вырабатывает сигнал запуска преобразовател  напр жение - код 9.

В первый такт измерени  при одном положении датчика Холла 1 относительно направлени  магнитной индукции анализируемого магнитного пол , например, положительном +. В выходной сигнал датчика Холла через коммутатор 3, трансформатор 6 и синхронный детектор 7 поступает на преобразователь напр жение - код 9. Счетные импульсы, пропорционально выходному сигналу датчика Холла 1, с преобразовател  9 через схему ИЛИ 11 поступают на реверсивный счетчик 12, считающий в пр мом направлении. В реверсивном счетчике после первого такта будет код NI, равный

Ni KiSlnB + KiUH3

где S - чувствительность датчика Холла к индукции;

In - ток питани ;

В - измер ема  магнитна  индукци ;

Ki - коэффициент преобразовани  измерительной схемы;

Una - напр жение неквипотенциально- сти.

В конце первого такта измерени  дешифратор 27 выдает запрещающий потенциал на элемент И 20 и запрещает прохождение счетных импульсов с генератора импульсов на вход счетчика 23.

Во второй такт измерени  измен етс  положение датчика Холла относительно направлени  магнитной индукции. В этом случае и на датчик Холла будет действовать отрицательна  магнитна  индукци  - В.

При нажатии выключател  28 на вход счетчика 23 поступает счетный импульс, который измен ет его состо ние. Дешифратор 27 выдает разрешающий сигнал на элемент И 20 и через него начинают поступать счетные импульсы от генератора импульсов 25 на вход счетчика 23. Начинаетс  второй такт

измерени .

Выходной сигнал датчика Холла 1 через коммутатор 3, трансформатор 6 и синхронный детектор 7 поступает на преобразователь напр жение - код 9. Счетные импульсы

с преобразовател  9 через схему ИЛИ 11 поступают на реверсивный счетчик 12, считающий в обратном направлении.

После второго такта измерени  в реверсивном счетчике 12 установитс  код N2, равный

(kiSlnB-kiUH3)kiSlnB+

kiUH3-kiSlnB+kiUH3 2kiUH3

В третий такт измерени  сигнал с токовых электродов датчика Холла 1 через коммутаторы 3, 4, трансформатор 5, переменный резистор 17, трансформатор 6 и синхронный детектор 7 поступает на преобразователь напр жение - код 9, где преобразуетс  в код Мз 2И1пгд, где гд сопротивление датчика Холла.

Затем в делительном устройстве производитс  деление кода N3, поступающего на первый вход делительного устройства, на код N2, поступающий с реверсивного счетчика 12 через группу схем И15 на второй вход делительного устройства 10.

N4 №/N3

2 ki ln гд 2 1)нэ ki

45

Затем значение коэффициента компенсации

к м4 инэ

запоминаетс  в регистре 16.

После этого выключатель 18 устанавливаетс  в положение измерение. При этом триггер 19 выдает запрещающий потенциал на элемент И 20 и разрешающий потенциал

на элемент И 21. Алгоритм работы устройства в режиме циклического измерени  формирует счетчик 24 и дешифратор 27 при поступлении счетных импульсов от генератора импульсов 25 на счетчик 24.

Работа устройства происходит следующим образом.

Сигналом начальной установки реверсивный счетчик 21 устанавливаетс  в нулевое состо ние. В нулевое состо ние устанавливаетс  делительное устройство 10.

В первый такт измерени  через коммутатор 3 выходной сигнал датчика Холла 1, трансформатор 6 и синхронный детектор 7 поступает на преобразователь напр жение - код 9. Счетные импульсы с преобразовател  9 через схему ИЛИ 11 поступают на реверсивный счетчик 12, считывающий в пр мом направлении.

N5 kiSlnB + kiUH3

Во второй такт измерени  по сигналу блока управлени  8 сигнал с токовых электродов датчика Холла (через коммутатор 3, трансформатор 5, переменный резистор 17,

трансформатор 6 и синхронный детектор 7 поступает на преобразователь напр жение -код 9, где преобразуетс  в код, равный

Ne kiUi kirAUn

8 третий такт в делительном устройстве 10 производитс  деление кода Ne на код fxU, наход щийс  в регистре 16. В делительном устройстве 10 установитс  код N

те-етгЈ и«

Результат делени  N из устройства делени  10 в виде счетных импульсов поступа- ет на реверсивный счетчик 12, считывающий в обратном направлении. В реверсивном счетчике 12 установитс  код Na, равный

N8 N5-N7 kiSlnB + hUH3- -kiUH3-kiSlnB

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Способ измерени  напр жени  Холла, основанный на преобразовании датчиком Холла магнитной индукции в электрический сигнал, усилении и измерении выходного сигнала датчика Холла, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , измер ют напр жение на токовых электродах датчика Холла, запоминают его отношение к напр жению неэквипотен- циальности, определ ют переменный калибровочный сигнал в текущий момент времени, равный отношению части напр жени  на токовых электродах датчика Холла к коэффициенту компенсации, вычитают переменный калибровочный сигнал из выходного сигнала датчика Холла.

Составитель Л.Устинова Техред М.Моргентал

Корректор Н.Милюкова

Редактор Г.Бельска 

Заказ 428Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

Корректор Н.Милюкова