SU1045137A1 - Устройство дл измерени импульсного магнитного пол - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее катушку индуктивности на ферромагнитном сердечнике и усилитель, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него дополнительно введены N датчиков Холла, включенных между катушкой индуктивности и усилителем, расположенных в поле посто нного магнита , которые по токовым выводам соединены параллельно и подключены ими к выводам катушки индуктивности, а по холловским выводам роединены последовательно и двум  крайними выводами подключены к усилителю. (Л 4 сл

Description

t10451

Изобретение относитс  к магнитометрии и предназначено дл  измерени  импульсных магнитных полей в широком амплитудном и частотном диапазоне .5

Известно устройство, содержащее катушку индуктивности на ферритовом сердечнике, нагруженную на резистор 1 .

При воздействии переменного маг- О нитного пол  на катушку индуктивности по ее обмотке начинает протекать ток D , равный

.; 3.«.Hi(.) „

где fJy магнитна  проницаемость

сердечника;

pSfl магнитна  проницаемость вакуума ( 10 Гн/м); S - площадь поперечного сечени  20

катуш(и;

п - количество витков катушки; L - индуктивность катушки; И - напр женность измер емого

магнитного пол .25

Величина обобщенной чувствительности устройства может быть увеличена за счет увеличени  габаритов катушки , что нежелательно, например, при проведении измерений в замкну- зо тых объемах, когда максимальные габариты катушки заданы заранее.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство , содержащее катушку индуктив- ,. ности на ферромагнитном сердечнике, подключенные к ней резистор и согла- сующий трансформатор и усилитель 2J .

Однако дл  измерительных устройств, габариты которых таковы, что они мо- о гут быть размещены в сравнительно небольших замкнутых объемах, величина обобщенной чувствительности недостаточна при проведении р да экспериментов .

Цел, изобретени  - повышение точности измерений устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  импульсного магнитного пол , содержащее ,„ катушку индуктивности на феррома:- нитном сердечнике и усилитель, введеы N датчиков Холла, включённых мек{У катушкой индуктивности и-усилитеем , расположенных в поле посто нного агнита, которые по токовым выводам оединены параллельно и подключены ми квыводам катушки индуктивности, по холловским выводам соединены по

72

следовательно и двум  крайними выводами подключены к усилителю.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из катушки 1 индуктивности на ферромагнитном сердечнике 2, к выводам катушки 1 подключены токовыми выводами параллельно соединенные по ним N датчиков 3 Холла, холловские выводы которых соединены последовательно, а два крайних холловских вывода подсоединены к-усилителю k, один к его сигнальному входу, другой к шине земли.

Датчики 3 Холла помещены в поле посто нного магнита 5- .

Устройство работает следующим образом .

Измер емое переменное магнитное поле возбуждает в обмотке катушки 1 о индуктивности ток 3 . На каждый из датчиков 3 Холла поступает ток О/N, который возбуждает в датчике Холла

здс

. ,2)

Е

N d

посто нна  Холла;

где К б индукци  магнитного пол  посто нного магнита 5; d - толщина пластинки датчика

3 Холла.

При последовательном включении датчиков 3 Холла по холловским электродам ЭДС датчиков складываютс  и на вход усилител  4 поступает суммарна  ЭДС.

KV (3)

lk§

п

пЕ,

п

d них частот увеличиваетс  в п раз t Н5 п. L/;R . При этом чувствительность устройства не уменьшаетс , так как в датчике Холла выводы, управл емые по току, электрически не св заны с; выводами, с которых снимаетс  выходной сигнал по напр жению. Посто нна  времени в области верх них частот практически не измен етс  VL . 8 VLU ввиду Холла не внос т того, что датчики искажений в области верхних частот, так как их временные характеристики на несколько пор дков выше, чем у катушки индуктивности. Подставл   полученные значени  н в формулу обобщенной чувст вительности, получаем I P . n Г) . где tf,- и go посто нные времени устройства в области нижних и верхних час тот соответственно; ct 6cTBeHHO чувствительность . Таким образом обобщенна  чувствительность устройства оказываетс  в Kj BO/B d раз больше, чем у прототипа , при-этом нижн   граница частотного диапазон а расшир етс  в п раз в соответствии с соотношением дл  IH и отношение так,е увеличивает в п раз, а чувствительность устройст ва увеличиваетс  в Iv B/dRy раз. Оценим возмо : ное увеличение точности измерительного устройства. При воздействии на вход устройства ступеньки Ugh it), где HQ - величина измер емого пол , h(t) - ступенчата  функци , напр  хение на выходе преобразовател  и,Л) дл  моментов времени t t с д будет измен тьс  по экспоненциальному закону U,(t)S , где (,(t) электрический аналоговый .сигнал. Величину отклонени  формы выходного импульса от пр моугольной можно оценить введ  коэффициент (и. 1 - , откуда величина tjj может быть выражена через этот коэффициент и длительность импульEn i/-l-ot, Так как в стандартных измерительных устройствах допустима  величина искажени  вершины импульса мала (И « 1), то в таком случае формула (€) упроститс  н Ч/о и увеличение 1ц оказываетс  пр мо пропорциональным точности измерени . Увеличение чувствительности также приводит к увеличению точности за счет увеличени  отношени  сигнал-шум. Увеличение точности отдельно одного измерительного устройства дает значительное преимущество при конструировании измерительных многоканальных систем, Так, дл  перекрыти  амплитудного диапазона в 100 дБ и частотного диапазона в 120 дБ при п 20 потребуетс  одно измерительное устройство данной конструкции против трех измерительных устройств по прототипу , а в стандартных измерительных системах на 30 каналов выигрыш уже будет оцениватьс  в 60 измерительных устройств, что весьма существенно в экономическом и конструктивном отношении .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содер- жащее катушку индуктивности на ферромагнитном сердечнике и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены N датчиков Холла, включенных между катушкой индуктивности и усилителем, расположенных в поле постоянного магнита, которые по токовым выводам соединены параллельно и подключены ими к выводам катушки индуктивности, а по холловским выводам соединены последовательно и двумя крайними выводами подключены к усилителю.