RU2006850C1

RU2006850C1 - Line converter of magnetic fields

Info

Publication number: RU2006850C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Абакумов; Н.Н. Королев
Original assignee: Обнинский институт атомной энергетики
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: instruments. SUBSTANCE: device has magnetic sensitivity unit, video amplifier, analog-to-digital converter, semiconductor memory unit which are connected in series, magnetizing unit, synchronization oscillator, which is connected through swept unit to second inputs of magnetic sensitivity unit, video amplifier, analog-to-digital converter, semiconductor memory unit, digital-to-analog converter, video control unit. Pulse shaper is introduced to accomplish the goal of invention. Converter is made as sequence of magnetic resistors or Hall detectors. EFFECT: increased sensitivity and reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах для контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий по результатам взаимодействия их с магнитными полями. The invention relates to measuring and control equipment and can be used in devices for controlling the quality of the structure of ferromagnetic materials and products based on the results of their interaction with magnetic fields.

Известно устройство, содержащее магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы из элементов Холла, уникон, видеоконтрольное устройство. A device is known comprising a magnetically sensitive assembly made in the form of a matrix of Hall elements, a unicon, and a video monitoring device.

Устройство позволяет проводить контроль качества структуры ферромагнитных материалов, однако имеет невысокую надежность и значительные габариты. The device allows for quality control of the structure of ferromagnetic materials, however, it has low reliability and considerable dimensions.

Известен также твердотельный матричный преобразователь магнитных полей, содержащий магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы, выход которого через амплитудный селектор подсоединен к видеоконтрольному устройству, блок разверток, выход которого соединен с управляющими входами магниточувствительного узла и видеоконтрольного устройства. Also known is a solid-state matrix magnetic field transducer containing a magnetically sensitive unit made in the form of a matrix, the output of which is connected via an amplitude selector to a video monitoring device, a scan unit, the output of which is connected to the control inputs of the magnetically sensitive unit and video monitoring device.

Недостатками преобразователя являются сложность конструкции, значительные габариты магниточувствительного узла, относительно невысокая чувствительность. The disadvantages of the transducer are the complexity of the design, the significant dimensions of the magnetically sensitive node, relatively low sensitivity.

Известен твердотельный матричный преобразователь магнитных полей (прототип), содержащий магниточувствительный узел, выход которого через амплитудный селектор подключен к первому входу видеоконтрольного блока, и блок разверток, выход которого подсоединен к второму входу видеоконтрольного блока. В схему преобразователя для повышения точности введен блок генераторов переменного тока, вход которого соединен с выходом блока разверток, а выходы подключены к соответствующим входам магниточувствительного узла, который выполнен из однородного магнитного материала с доменной структурой в виде большого количества последовательно соединенных секций накопления и секций хранения, каждый выход которых подключен к соответствующему входу секции переноса, на выходе которой установлен гальваномагнитный датчик, при этом каналы перемещения доменов секций выполнены в виде петлеобразных проводников, имеющих форму шеврона. Недостатком преобразователя являются сложность конструкции и невысокая чувствительность. Known solid-state matrix magnetic field transducer (prototype), containing a magnetically sensitive node, the output of which through an amplitude selector is connected to the first input of the video control unit, and a scan unit, the output of which is connected to the second input of the video control unit. To increase the accuracy, a block of alternating current generators is introduced into the converter circuit, the input of which is connected to the output of the scan unit, and the outputs are connected to the corresponding inputs of the magnetically sensitive unit, which is made of a homogeneous magnetic material with a domain structure in the form of a large number of series-connected storage sections and storage sections, each output of which is connected to the corresponding input of the transfer section, at the output of which a galvanomagnetic sensor is installed, while the movement channels sections domains are made in the form of loop-shaped conductors having the form of a chevron. The disadvantage of the converter is the design complexity and low sensitivity.

Цель изобретения - повышение чувствительности. The purpose of the invention is to increase sensitivity.

Это достигается тем, что в преобразователь магнитных полей, содержащий намагничивающее устройство, последовательно соединенные магниточувствительный узел, видеоусилитель, аналого-цифровой преобразователь, полупроводниковое запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь и видеоконтрольное устройство и синхрогенератор, который через блок развертки подключен к вторым входам магниточувствительного узла, аналого-цифрового преобразователя, полупроводникового запоминающего устройства, цифроаналогового преобразователя и видеоконтрольного устройства, с целью повышения чувствительности и надежности введен формирователь импульсов, включенный между вторым выходом блока развертки и вторым входом магниточувствительного узла, который выполнен в виде строки из магниторезисторов или датчиков Холла. This is achieved by the fact that in a magnetic field transducer comprising a magnetizing device, a magnetically sensitive unit, a video amplifier, an analog-to-digital converter, a semiconductor memory device, a digital-to-analog converter and a video monitoring device, and a sync generator that is connected via a scan unit to the second inputs of the magnetosensitive unit, analog a digital converter, a semiconductor memory device, a digital-to-analog converter, and deokontrolnogo device, in order to increase the sensitivity and reliability of the introduced pulse shaper connected between the second output of the scanner and the second input magnetosensitive node that is configured as a string of magnetoresistors or Hall sensors.

Магниточувствительный узел выполнен с обмоткой подмагничивания в виде секций из нескольких витков провода, закрепленных на магниторезисторах и соединенных между собой последовательно по току, а вход обмотки подмагничивания является вторым входом магниточувствительного узла. The magnetosensitive assembly is made with a magnetizing winding in the form of sections of several turns of wire, mounted on magnetoresistors and connected together in series by current, and the input of the magnetization winding is the second input of the magnetically sensitive assembly.

В строчном преобразователе управляющие (токовые) входы датчиков Холла соединены последовательно и подключены к второму входу магниточувствительного узла. In the horizontal converter, the control (current) inputs of the Hall sensors are connected in series and connected to the second input of the magnetically sensitive unit.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; а фиг. 2 объясняет способ изменения положения рабочей точки магниторезистора (датчика Холла) с помощью обмотки подмагничивания. In FIG. 1 shows a block diagram of a converter; and FIG. 2 explains a method for changing the position of the operating point of a magnetoresistor (Hall sensor) using a magnetizing winding.

Преобразователь содержит намагничивающее устройство 1, объект 2 контроля, последовательно соединенные магниточувствительный узел 3, видеоусилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, полупроводниковое запоминающее устройство 6, цифроаналоговый преобразователь 7, видеоконтрольное устройство 8. Блок разверток 10 подключен к вторым входам магниточувствительного узла 3, видеоусилителя 4, аналого-цифрового преобразователя 5, полупроводникового запоминающего устройства 6, цифроаналогового преобразователя 7, видеоконтрольного устройства 8. Формирователь импульсов 9 включен между вторым выходом блока 10 разверток и входом магниточувствительного узла, связанного со строкой последовательно соединенных магниторезисторов или датчиков Холла. Синхрогенератор 11 синхронизирует работу всех блоков преобразователя магнитных полей. The converter contains a magnetizing device 1, a control object 2, a magnetically sensitive unit 3, a video amplifier 4, an analog-to-digital converter 5, a semiconductor memory device 6, a digital-to-analog converter 7, a video monitoring device 8. A scan unit 10 is connected to the second inputs of the magnetically sensitive unit 3, a video amplifier 4, analog-to-digital converter 5, semiconductor memory 6, digital-to-analog converter 7, video monitoring device 8. ormirovatel pulses 9 is connected between the second output unit 10 scans the input and magnetosensitive node associated with the string of series-connected magnetoresistors or Hall sensors. The sync generator 11 synchronizes the operation of all blocks of the magnetic field transducer.

В верхней части первого графика (фиг. 2) показана зависимость сопротивления магниторезистора R_м.р. от напряженности магнитного поля Н, т. е. R_м.р. = f(H), на нижнем последовательность импульсов, причем первый импульс - импульс подмагничивания, а второй - результат наложения импульса подмагничивания и импульса от дефекта. Второй график показывает импульсы изменения сопротивления магнитного резистора.In the upper part of the first graph (Fig. 2) shows the dependence of the resistance of the magnetoresistor R _m. from the magnetic field H, i.e., R _m . = f (H), on the lower sequence of pulses, the first pulse being the bias pulse, and the second the result of the superposition of the bias pulse and the pulse from the defect. The second graph shows the pulses of changes in the resistance of the magnetic resistor.

Строчный преобразователь магнитных полей работает следующим образом. Намагничивающее устройство 1 создает магнитное поле, в которое помещается объект контроля. Возникающие магнитные поля рассеяния от дефектов создают магнитный рельеф, определяемый структурой объекта контроля. Этот рельеф воздействует на элементы магниточувствительного узла 3 (магниторезисторы или датчики Холла) и преобразуется в электропотенциальный рельеф с распределением вдоль строки магниточувствительных элементов. Информация из магниточувствительного узла считывается поэлементно с помощью блока 10 разверток и усиливается видеоусилителем 4, преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 5 и записывается в полупроводниковое запоминающее устройство 6. После накопления в памяти полного видеокадра информация через цифроаналоговый преобразователь 7 передается в видеоконтрольное устройство 8. The line converter of magnetic fields works as follows. The magnetizing device 1 creates a magnetic field into which the test object is placed. The arising magnetic fields of scattering from defects create a magnetic relief determined by the structure of the test object. This relief acts on the elements of the magnetically sensitive assembly 3 (magnetoresistors or Hall sensors) and is converted into an electropotential relief with distribution along the line of magnetically sensitive elements. Information from the magnetosensitive unit is read out element by element using a sweep unit 10 and is amplified by a video amplifier 4, converted into a digital code using an analog-to-digital converter 5 and written to a semiconductor memory 6. After the complete video frame is stored in the memory, information is transmitted through a digital-to-analog converter 7 to a video monitoring device 8.

Импульсный режим работы магниточувствительных элементов позволяет увеличить чувствительность за счет увеличения рабочего тока через элементы без ужесточения теплового режима их работы. Введение обмотки подмагничивания позволяет вывести рабочую точку магниточувствительных элементов на участок с высокой крутизной и тем самым повысить чувствительность преобразователя магнитных полей. (56) Авторское свидетельство СССР N 616860, кл. G 01 R 33/06, 1976. The pulsed mode of operation of magnetically sensitive elements allows increasing sensitivity by increasing the operating current through the elements without tightening the thermal mode of their operation. The introduction of the magnetization winding allows you to bring the operating point of the magnetically sensitive elements to the area with high steepness and thereby increase the sensitivity of the magnetic field transducer. (56) Copyright certificate of the USSR N 616860, cl. G 01 R 33/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 913293, кл. G 01 R 33/00, 1982. USSR copyright certificate N 913293, cl. G 01 R 33/00, 1982.

Claims

1. LINE-IN CONVERTER OF MAGNETIC FIELDS, comprising a magnetizing device, a magnetically sensitive unit, a video amplifier, an analog-to-digital converter, a semiconductor memory device, a digital-to-analog converter and a video monitoring device, and a clock generator, which is connected through a scan unit to the second inputs of the magneto-sensitive unit , semiconductor memory, digital-to-analog converter and video control of the device, characterized in that, in order to increase the sensitivity, it is provided with a pulse generator, connected between the second output of the scanner and the second input magnetosensitive node that is configured as a string of magnetoresistors or Hall sensors.

2. The converter according to claim 1, characterized in that the magnetically sensitive assembly is made with a magnetizing winding in the form of sections of several turns of wire mounted on magnetoresistors and connected together in series by current, and the input of the magnetization winding is the second input of the magnetically sensitive assembly.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the control inputs of the Hall sensors are interconnected sequentially at the control inputs and are connected to the second input of the magnetically sensitive assembly.