SU800917A1

SU800917A1 - Hall generator-based magnetic field meter

Info

Publication number: SU800917A1
Application number: SU792745292A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Рудой; Владимир Иванович Кушпиль; Эдуард Аполлинарьевич Бакай; Николай Степанович Ковальчук; Виталий Иванович Майко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8117; Киевский Научно-Исследовательскийинститут Отолярингологии Министерстваздравоохранения Украинской Ccp
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения переменных магнитных полей при изучении их влияния на биологические объекты, и может быть использовано в автоматике, физике, радиотехнике, электросварке, при испытании ферромагнитных материалов и в некоторых других областях .The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for measuring alternating magnetic fields when studying their effect on biological objects, and can be used in automation, physics, radio engineering, electric welding, in testing ferromagnetic materials and in some other areas.

Известно устройство для измерения магнитного поля, содержащее источник переменного электрического напряжения, электромагнит, обмотка которого подключена к выходу источника переменного электрического напряжения через первый усилитель,, чувствительный элемент в рабочем пространстве электромагнита, второй усилитель, вход которого соединен с выходом чувствительного элемента, измеритель, вход которого соединен с выходом второго усилителя (1).A device for measuring a magnetic field is known, containing an alternating voltage source, an electromagnet, the winding of which is connected to the output of an alternating voltage source through a first amplifier, a sensing element in the working space of an electromagnet, a second amplifier whose input is connected to the output of the sensing element, meter, input which is connected to the output of the second amplifier (1).

Известно также устройство, которое содержит источник переменного электрического напряжения, электромагнит, обмотка которого подключена к выходу источника переменного электрического напряжения через первый усилитель, чувствительный элемент в рабочем пространстве электромагнита, второй усилитель, вход которого соединен с выходом чувствитель_ ного элемента, измеритель, вход ко^э торого соединен с выходом второго усилителя. В качестве чувствительного элемента используется датчик Холла [2].It is also known a device which comprises a source of variable electric voltage, electromagnet winding is connected to the output of the alternating voltage via the first amplifier, the sensing element in the working space of the electromagnet, a second amplifier having an input connected to the output chuvstvitel_ Nogo element meter, the entrance to ^e The second is connected to the output of the second amplifier. A Hall sensor [2] is used as a sensitive element.

. Недостатком известных устройств является невысокая точность измерений.. A disadvantage of the known devices is the low accuracy of the measurements.

Цель изобретения - повышение точности измерений.The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель магнитного поля на датчике Холла, содержащий электромагнит, обмотка возбуждения которого связана с генератором переменно20 го напряжения через Усилитель, помещенный в зазоре электромагнита дат чика Холла, выходные электроды которого через избирательный усилитель подключены к блоку регистрации, и генератор фиксированной частоты, дополнительно введен умножитель, один вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, другой вход соединен с выходом генератора переменного напряжения.This goal is achieved by the fact that in the magnetic field meter on the Hall sensor, containing an electromagnet, the excitation winding of which is connected to an alternating voltage generator through an amplifier placed in the gap of the electromagnet of the Hall sensor, the output electrodes of which are connected to the recording unit through a selective amplifier, and a generator fixed frequency, additionally introduced a multiplier, one input of which is connected to the output of the fixed frequency generator, the other input is connected to the output of the alternator voltage.

а выход подключен к входным электродам датчика Холла.and the output is connected to the input electrodes of the Hall sensor.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения избирательного усилителя; на фиг. 3 - вариант выполнения умножителя.In FIG. 1 presents a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 is one embodiment of a selective amplifier; in FIG. 3 - embodiment of the multiplier.

Устройство содержит генератор 1 переменного магнитного напряжения, электромагнит 2, обмотка 3 которого подключена к выходу генератора 1 переменного напряжения через усилитель 4, датчик 5 Холла в рабочем зазоре электромагнита 2, избирательный усилитель 6, выход которого соединен с датчиком 5 Холла, блок 7 регистрации, вход которого соединен с выходом усилителя 6. Устройство содержит также генератор 8 фиксированной частоты для питания токовой цепи датчика 5 Холла, умножитель 9, выход которого соединен с токовыми электродами датчика 5 Холла, первый вход умножителя соединен с выходом генератора 8 фиксированной частоты, а второй вход - с выходом генератора 1 переменного напряжения.The device comprises an alternating magnetic voltage generator 1, an electromagnet 2, the winding 3 of which is connected to the output of an alternating voltage generator 1 through an amplifier 4, a Hall sensor 5 in the working gap of an electromagnet 2, a selective amplifier 6, the output of which is connected to a Hall sensor 5, a recording unit 7, the input of which is connected to the output of the amplifier 6. The device also contains a fixed frequency generator 8 for supplying the current circuit of the Hall sensor 5, a multiplier 9, the output of which is connected to the current electrodes of the Hall sensor 5, first input of the multiplier is connected to the fixed frequency output of the generator 8, and the second input - with the output of the generator 1 AC voltage.

Принципиальная схема избирательного усилителя б (фиг. 2) состоит из частотноизбирательной цепочки 10 и каскадов 11 и 12 усиления. Принципиальная схема умножителя 9 (фиг. 3) содержит фазоинверсные каскады 13 и 14 и резистивно-диодную цепочку 15.Schematic diagram of the selective amplifier b (Fig. 2) consists of a frequency selective circuit 10 and amplification stages 11 and 12. Schematic diagram of the multiplier 9 (Fig. 3) contains phase-inverse stages 13 and 14 and the resistive-diode circuit 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом работы устройства и промежуток между полюсами электромагнита 2 устанавливают исследуемый биологический объект, в качестве которого может быть использована любая живая структура.Before starting the operation of the device and the gap between the poles of the electromagnet 2 establish the investigated biological object, which can be used as any living structure.

При включении генератора 1 переменного напряжения на его клеммах создается синусоидальное напряжение, соответствующее выражению U_ft= = U_a.sinS}t, которое подается через усилитель 4 на обмотку 3 электромагнита 2. в зазоре электромагнита 2 возникает переменное магнитное поле, содержащее помимо первой гармонической составляющей с частотой Л высшие гармонические составляющие.When the alternator voltage generator 1 is turned on, a sinusoidal voltage is created at its terminals corresponding to the expression U _ft = = U _a .sinS} t, which is supplied through the amplifier 4 to the winding 3 of electromagnet 2. In the gap of electromagnet 2, an alternating magnetic field appears, containing in addition to the first harmonic component with a frequency A higher harmonic components.

Одновременно при работе генератора 8 фиксированной частоты синусоидальный сигнал s i n<*>t подается на первый вход умножителя 9, на второй вход которого поступает синусоидальное напряжение Un = ll₂sinnt с вы вода генератора 1 переменного напряжения. Частота генератора 8 выбирается из соотношения сч=(5-10)Л.At the same time, when a fixed-frequency generator 8 is operated, a sinusoidal signal si n <*> t is supplied to the first input of the multiplier 9, the second input of which receives a sinusoidal voltage Un = ll ₂ sinnt with the output of the alternating voltage generator 1. The frequency of the generator 8 is selected from the ratio cf = (5-10) L.

На выходных клеммах умножителя образуется напряжение, пропорциональное произведению входных сигналов, которое подводится к токовым электродам датчика 5 Холла, находящегося в исследуемом магнитном по ле. В результате на холловских электродах датчика 5 появится напряжение, которое подводится к выходным клеммам избирательного усилителя 6, настроенного на фиксированную частоту <л) . На выходе усилителя 6 выделяется сигнал с частотой ού , амплитуда которого пропорциональна значению индукции первой гармоники магнитного поля. На шкале блока 7 регистрации наблюдают амплитудное значение, первой гармоники переменного магнитного поля.A voltage proportional to the product of the input signals is generated at the output terminals of the multiplier, which is supplied to the current electrodes of the Hall sensor 5 located in the magnetic field under study. As a result, a voltage appears on the Hall electrodes of the sensor 5, which is supplied to the output terminals of the selective amplifier 6, tuned to a fixed frequency <l). At the output of amplifier 6, a signal with a frequency ού is allocated, the amplitude of which is proportional to the value of the induction of the first harmonic of the magnetic field. On the scale of the registration unit 7, the amplitude value of the first harmonic of the alternating magnetic field is observed.

Устройство позволяет избежать различных суждений об оптимальном характере лечения того или иного заболевания с помощью переменного магнитного поля и дает ключ к пониманию причин различия терапевтических эффектов, наблюдаемых у различных авторов.The device allows you to avoid various judgments about the optimal nature of the treatment of a disease using an alternating magnetic field and provides a key to understanding the reasons for the difference in therapeutic effects observed by various authors.

Claims

(54) THE METER OF THE MAGNETIC FIELD ON THE HALL SENSOR and the output is connected to the input electrodes of the Hall sensor. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 - one of the options for performing a selective amplifier; in fig. 3 is an embodiment of the multiplier. The device contains an alternating magnetic voltage generator 1, an electromagnet 2, the winding 3 of which is connected to the output of the alternating voltage generator 1 through an amplifier 4, a Hall sensor 5 in the working electromagnet 2, a selective amplifier 6 whose output is connected to a Hall sensor 5, The registration unit 7, the input of which is connected to the output of amplifier 6. The device also holds a fixed frequency generator 8 for supplying the current circuit of the Hall sensor 5, a multiplier 9, the output of which is connected to the current electrodes of the Hall sensor 5, The main input of the multiplier is connected to the output of the generator 8 of a fixed frequency, and the second input is connected to the output of the generator 1 of an alternating voltage. The schematic diagram of the selective amplifier 6 (Fig. 2) consists of a frequency-selective chain 10 and amplification stages 11 and 12. The schematic diagram of the multiplier 9 (Fig. 3) contains phase-inversion cascades 13 and 14 and a resistive-diode h-kidney 15. The device operates as follows. Before starting the operation of the device and the gap between the poles of the electromagnet 2, the biological object under investigation is established, as which any living structure can be used. When the alternating voltage generator 1 is turned on, a sinusoidal voltage is created at its terminals, which corresponds to the expression (m U2sin5} t, which is fed through the amplifier 4 to the winding 3 of the electromagnet 2. In the gap of the electromagnet 2, an alternating magnetic field containing, in addition to the first harmonic the higher harmonic components at the frequency L. At the same time, when the generator 8 is of a fixed frequency, the sinusoidal signal Uu) US i is fed to the first input of the multiplier 9, to the second input of which is fed a sinusoidal th voltage Un U2sinnt vykoda generator 1 with an alternating voltage. The frequency of the generator 8 is selected from the ratio "(5-10) $. At the output terminals of the multiplier 9, a voltage is formed proportional to the product of the input signals, which is supplied to the current electrodes of the Hall sensor 5 located in the magnetic field under study. As a result, at the Hall electrodes of the sensor 5, a voltage is applied to the voltage that is supplied to the output terminals of the selective amplifier 6, which is tuned to a fixed frequency o). At the output of amplifier 6, a signal is selected at a frequency whose amplitude is proportional to the induction value of the first harmonic of the magnetic field. On the scale of block 7 registration see the amplitude value, the first harmonic of an alternating magnetic field. The device avoids various judgments about the optimal nature of the treatment of a disease using an alternating magnetic field and provides the key to understanding the reasons for the difference in therapeutic effects observed by different authors. The invention The magnetic field meter on the Hall sensor, containing an electromagnet, the excitation winding of which is connected to an alternating voltage generator through an amplifier placed in the gap of the Hall sensor electromagnet, the output electrodes of which are connected via a selective amplifier to the recording unit, and a fixed frequency generator, about l and h and u so that, in order to improve the accuracy of measurements, a multiplier is additionally introduced into it, one input of which is connected to the generator output fixed often You, the other input is connected to the output of the alternating voltage generator, and the output is connected to the input electrodes of the Hall sensor. Sources of information taken into account in the examination 1. Afanasyev U. and others. Magnetometric converters, devices, installations. L., Energie, 1972,

2. Panchishin Yu.M., Usatenko S.T. Measurement of variable magnetic fields, K., Technique, 1973, p. 78-80.