Измеритель эдс холла

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и> 441534

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (51) М. Кл. G 01г 33/06 (22) Заявлено 18.05.72 (21) 1786424/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет—

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 27.05,75

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 621 317 44 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Брайко и С. Г. Таранов

Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ э.д.с.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения истинного значения э.д.с. Холла.

В известных датчиках коррекция напряжения неэквипотенциальности достигается за счет поочередного подключения противоположных пар электродов элемента Холла к источнику питания и индикаторному прибору с помощью переключателя. Поскольку элемент

Холла является необратимым по отношению к э.д.с. Холла е„и взаимным по отношению к напряжению неэквипотенциальности U его выходное напряжение при одном положении переключателя состоит из суммы e„„+U„„a при другом — разности е„— U.„,. Индикаторный прибор регистрирует среднее значение результирующего сигнала элемента Холла, которое пропорционально э.д.с. Холла и не зависит от напряжения неэквипотенциальностп.

Однако для такого датчика э.д.с. Холла характерны наличие погрешностей, обусловленных коммутационными всплесками, нестабильностью времени пролета подвижных контактов переключателя и термоэлектрическими явлениями, а также низкие чувствительность и быстродействие.

Предлагаемый измеритель э.д.с. Холла снабжен умножителем частоты, подключенным входом к источнику питания, а выходом к управляющей цепи переключателя, и синхронным детектором, один вход которого соединен с переключателем, другой — с источником питания, а выход — с индикаторным прибором.

Благодаря этому повышается точность измерителя

На фиг. 1 показана блок-схема измерителя, где 1 — датчик Холла с двумя парами противоположных электродов 2, 3 и 4, 5, 6 — авто10 матический переключатель, 7 — источник питания, 8 — умножитель частоты, 9 — синхронный детектор и 10 — индикаторный .прибор.

Измеритель работает следующим образом.

При запитывании датчика 1 Холла пере15 менным током т через пару противоположных электродов 2 и 3, которые связаны в исходном состоянии переключателя 6 с источником

7 питания, и действия на него постоянной магнитной индукции на другой паре электродов

20 4 и 5, возникает э.д.с. Холла е„. и напряжение неэквипотенциальности U„„. Предположим, что полярности последних совпадают, т. е. выходное напряжение датчика составляет

U, = e„+U„ (1)

При изменении состояния переключателя 6 под действием управляющего сигнала U», частоту которого выбирают в четное число раз больше частоты тока питания i, электроды 4, 30 5 подключаются к источнику 7 питания. При

441534 этом выходное напряжение Ug датчика, снимаемое с электродов 2, 3 вследствие свойства необратимости датчика по отношению к э.д.с.

Холла е,. и свойства его обратимости по отношению к напряжению неэквипотенциальности U„„равно

U,= — е +У„ (2) (если в схеме переключателя не предусмотрено инвертирование напряжения U>), или

U, = е,. — U (3) (если инвертирование напряжения U предусмотрено в схеме переключателя).

В зависимости от целесообразности различие в частотах тока i питания датчика и управляющего сигнала U переключателя может быть достигнуто либо умножением частоты тока .питания с помощью умножителя частоты, либо делением частоты управляющего сигнала в четное число раз.

В случае инвертирования выходного напряжения датчика во второй такт раооты переключателя результирующее напряжение, снимаемое с пар электродов 2, 3 и 4, 5, при многократной коммутации переключателя с частотой, например, в два раза большей частоты тока i питания имеет вид, представленный на фиг. 2. Как следует из формул (1) и (3) и графиков, по отношению к частоте тока питания суммарная э.д.с. Холла изменяется с той же частотой, а суммарное напряжение неэквипотенциальности — с двойной частотой.

Предусмотренный в схеме измерителя синхронный детектор 9, один вход которого соединен с переключателем б, другой — с источни ком 7 питания, а выход с индикаторным прибором 10, позволяет благодаря отличию по частоте в четное число раз двух сигналов исключить влияние напряжения неэквипотенциальности на показания прибора, Кроме того, использование синхронного относительно тока питания детектирования дает возможность устранить в измерителе погрешность, обусловленную остаточными параметрами переключателя, наводками частоты управляющего сигнала переключателя и комутацион10 ными всплесками, поскольку частота отмеченных сигналов в четное число раз превышает частоту тока питания (см. фиг. 2, где Uo — остаточное напряжение, обусловленное остаточными параметрами переключателя, U

15 напряжение наводки от управляющего сигнала, U„„— напряжение коммутационных всплесков, Уд и е,-, — напряжение на выходе синхронного детектора и его постоянная составляющая, пропорциональная только э.д.с.

20 Холла, а — показание прибора).

На основании изложенного в качествепереключателя могут быть применены как контактные, так и бесконтактные ключевые элементы.

Предмет изобретения

Измеритель э.д.с. Холла, содержащий дат чик Холла с двумя парами противоположных электродов, переключатель, источник питания

30 и индикаторный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен умножителем частоты, подключенным входом к источнику питания, а выходом к управляющей цепи переключателя, и син35 хронным детектором, один вход которого соединен с переключателем, другой — с источником питания, а выход — с индикаторным прибором.

441534

Составитель Л. Устинова

Техред О. Гуменюк

Редактор Т. Рыбалова

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, й

Заказ 1057/5 Изд, № 1208 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5