CN107015177A - 磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路 - Google Patents

磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路，包括转换电路、比较电路、数字双刀4掷开关电路、衰减电路、放大电路和四位半显示电路；磁力仪检测到的正或负的磁场信号电压值，经过电压极性转换电路，再经过两路比较电路，连接到数字双刀4掷开关电路，控制选通状态，经过电压极性转换电路的信号还同时送入三路并联的衰减电路，进行三挡位不同比例的衰减；数字双刀4掷开关电路选通公共触头与其四个触点的连接状态，选中其中一路信号进入四位半显示电路中供液晶显示屏显示其磁场数值且控制相应的小数点点亮。本发明可以解决在磁偏角磁倾角测量中，磁力仪测量实现自动量程切换的技术问题。

Description

磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路
技术领域
本发明涉及一种磁偏角磁倾角的测量技术。
背景技术
传统的磁偏角磁倾角仪测量装置，即磁力仪，使用手动切换其量程。测量范围窄，使用过程中不能实现快速高精度的自动化测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路，以解决在磁偏角磁倾角测量中，磁力仪实现自动量程切换的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路，包括电压极性转换电路、比较电路、数字双刀4掷开关电路、衰减电路、放大电路和四位半显示电路；磁力仪检测到的正或负的磁场信号电压值VI，经过电压极性转换电路，将其转换为数值大小相同的电压值VT；电压值VT信号一方面经过两路比较电路，产生S1、S0的状态值，S1、S0的状态值信号连接到数字双刀4掷开关电路中的第一开关和第二开关，控制第一、二开关的选通状态；VT信号同时送入三路并联的衰减电路，进行三挡位不同比例的衰减；衰减档位的选定，即量程开关的切换，由比较电路输出的状态信号值决定；数字双刀4掷开关电路根据输入信号S1、S0的状态值，选通公共触头与其四个触点的连接状态，第一开关与第二开关同时受S1、S0状态值控制，根据S1、S0状态值决定第二开关选中其中一路信号进入放大器，再进入四位半显示电路的VIN端，供液晶显示屏显示磁场数值；与此同时，第一开关根据S1、S0状态值决定四位半显示电路的dp1、dp2两个小数点控制端接通电源，对其相应的小数点点亮。
本发明的优点及积极效果：
1、应用在磁偏角磁倾角仪磁场探测时，能够快速高精度的实现磁场测量的自动切换；
2、本电路的各个部分是连贯的整体，保证了高精度磁场测量时，量程的自动切换功能的实现。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
本发明的电路组成及工作原理结合图1说明如下。本发明是在使用磁通门DI磁力仪测量磁偏角D和磁倾角I的过程中自动选择量程，使磁场强度值在屏幕上显示出来，并在需要时显示仪器的电源电压的电路。该电路包括：磁场输出电压极性转换电路、磁场电压值比较电路、数字双刀4掷开关电路、衰减电路、放大电路和四位半显示电路。磁场输出电压极性转换电路是当磁通门传感器探测时，从磁通门磁力仪电路输出的负电压输出信号转换为正电压输出信号，而从磁通门磁力仪电路输出的正电压输出的信号则保持不变。
磁场输出档位电压值比较电路分为比较电路1和比较电路2，通过设定的两个门限电压(200mv和2000mv)，将被测磁场值分成3档，当磁场输出电压小于200mv为1档，对应测定的磁场强度是0.1nT—1999.9nT；当磁场输出电压大于200mv而小于2000mv时，为2档，对应测定的磁场强度值是2000nT—19999nT；当磁场输出电压大于2000mv时，为3档，对应测定的磁场值是20.00uT-199.99uT,即20000nT—199990nT。
当磁力仪检测到磁场电压值VI时，经过电压极性转换电路进行转换，将磁力仪检测到的正或负的磁力电压值切换为数值大小相同的电压值VT；VT信号一方面经过两路比较电路，产生S1、S0的状态值，S1、S0的状态值信号将控制数字双刀4掷开关电路中第一开关和第二开关的选通状态；同时VT信号同时送入三路衰减电路，根据S1、S0的值决定第二开关选中，其中的一路信号进入10倍放大器，再进入四位半显示电路显示其数值；与此同时，第一开关根据S1、S0的值决定dp1或dp2的小数点控制端接通5伏电源，对其相应的小数点点亮。当磁力仪探头检测磁场值不断连续变化时，经过此电路能够实现磁场测量数值量程的自动转换和显示。
衰减电路1、衰减电路2、衰减的电路3与数字第二开关的状态实现了将大小不同的电压磁场信号进行归一化处理，统一转换成0-20mv信号，经放大后，均转变为0-200mv的磁场电压信号。
举例：
当VI磁场值为100mv时，S1＝1S0＝0；
第一开关选中dp1小数点控制端通电并点亮该位小数点；第二开关选中衰减电路1，经过放大电路后，在四位半显示电路显示1000.0nT；
当VI磁场值为300mv时，S1＝0S0＝0；
第一开关选中2y0；dp1、dp2两位小数点控制端均不通电，这样，两位小数点均不点亮；第二开关选中衰减电路2，经过放大电路后，在四位半显示电路显示3000nT；
当VI磁场值为3000mv时，S1＝0S0＝1；
第一开关选中dp2小数点控制端通电，并点亮该位小数点，第二开关选中衰减电路3，经过放大电路后，在四位半显示电路显示30.00uT。
在图1中，基准电压1电路：200mv为VIL；基准电压2电路：2000mv为VTH；
当VT＜200mv时；S1＝1S0＝0
当VT＞2000mv时；S1＝0S0＝1
当200mv＜VT＜2000mv时；S1＝0S0＝0
在图1中，数字双刀4掷开关根据输入信号S1、S0的状态值选择公共触头与其四个触点的连接情况。第一开关与第二开关同时受S1、S0状态值的控制，状态如表1所示。
表1：

Claims (1)

1.磁偏角磁倾角仪自动量程切换电路，其特征在于，包括电压极性转换电路、比较电路、数字双刀4掷开关电路、衰减电路、放大电路和四位半显示电路；磁力仪检测到的正或负的磁场信号电压值VI，经过电压极性转换电路，将其转换为数值大小相同的电压值VT；电压值VT信号一方面经过两路比较电路，产生S1、S0的两个状态值，S1、S0的状态值信号连接到数字双刀4掷开关电路中的第一开关和第二开关的控制端，控制第一、二开关的选通状态；VT信号同时送入三路并联的衰减电路，进行三挡位不同比例的衰减；衰减档位的选定，即量程开关的切换，由比较电路输出的状态信号值决定；数字双刀4掷开关电路根据输入信号S1、S0的状态值，选通公共触头与其四个触点的连接状态，第一开关与第二开关同时受S1、S0状态值控制，根据S1、S0状态值决定第二开关选中其中一路信号进入放大器，再进入四位半显示电路的VIN端，供液晶显示屏显示磁场数值；与此同时，第一开关根据S1、S0状态值决定四位半显示电路的dp1、dp2两个小数点控制端接通电源，对其相应的小数点点亮。
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