RU2124737C1 - Device for measurement of magnetic fields - Google Patents
Device for measurement of magnetic fields Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124737C1 RU2124737C1 RU97108654A RU97108654A RU2124737C1 RU 2124737 C1 RU2124737 C1 RU 2124737C1 RU 97108654 A RU97108654 A RU 97108654A RU 97108654 A RU97108654 A RU 97108654A RU 2124737 C1 RU2124737 C1 RU 2124737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- outputs
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым магнитометрам, предназначенным для измерения компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли (МПЗ). The invention relates to the field of magnetic measurements, in particular to flux-gate magnetometers designed to measure the components and the total induction vector of the Earth's magnetic field (MPZ).
Известны устройства для измерения магнитных полей (см. заявку N 94009099/28, опубл. 20.11.95, G 01 R 33/02), содержащие последовательно соединенные феррозонд, аналоговый усилительно-преобразовательный блок и цифровой вычислитель, выполняющий коррекцию температурной погрешности результатов измерения компоненты вектора индукции магнитного поля, мостовое устройство, в одном из плеч которого включена измерительная обмотка из медного провода другое плечо мостового устройства подключено к выходу аналогового усилительно-преобразовательного блока, а выход мостового устройство через дифференциальный усилитель подключен к второму входу цифрового вычислителя. Known devices for measuring magnetic fields (see application N 94009099/28, publ. 20.11.95, G 01 R 33/02), containing a series-connected flux-gate, an analog amplifier-conversion unit and a digital computer that performs correction of the temperature error of the measurement results of the component magnetic field induction vector, a bridge device, in one of whose arms a measuring winding from a copper wire is turned on, the other arm of the bridge device is connected to the output of the analog amplifier-converter block, and the output d bridge device through a differential amplifier connected to the second input of a digital computer.
С помощью феррозонда и аналогового усилительно-преобразовательного блока осуществляется измерение компоненты вектора индукции МПЗ, а с помощью мостового устройства и цифрового вычислителя осуществляется измерение температуры окружающей среды в месте расположения феррозонда, определение температурной погрешности и коррекции результата измерения компоненты вектора индукции МПЗ. Using a flux gate and an analog amplifier-converter block, the components of the MPZ induction vector are measured, and using a bridge device and a digital computer, the ambient temperature at the location of the flux gate is measured, the temperature error is determined, and the measurement result is corrected for the components of the MPZ induction vector.
Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического контроля неисправности канала преобразования магнитометра, что является особенно важным в автономных навигационных дистанционных магнитометрах. The disadvantage of this device is the lack of automatic control of the malfunction of the magnetometer conversion channel, which is especially important in stand-alone navigation remote magnetometers.
Кроме того, в данном устройстве точность измерения температуры изменяется в диапазоне измерения выходного напряжения усилительно-преобразовательного блока, заметно снижаясь при малых значениях выходного напряжения, а следовательно, снижается точность коррекции погрешности измерения магнитного поля. In addition, in this device, the accuracy of the temperature measurement varies in the measuring range of the output voltage of the amplifier-converter unit, significantly decreasing at low values of the output voltage, and therefore, the accuracy of the correction of the error in measuring the magnetic field is reduced.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и выбранное в качестве прототипа, является устройство для измерения магнитных полей (а.с.N 930176, 1982, G 01 R 33/02, 23.05.82, Феррозондовый магнитометр), содержащее измерительный канал для измерения компоненты вектора индукции МПЗ, цифровой вычислитель и подключенный к его выходу управляемый преобразователь кода в ток, выход которого соединен с контрольной обмоткой феррозонда измерительного канала, выход которого соединен с входом цифрового вычислителя. The closest in technical essence to the proposed one and selected as a prototype is a device for measuring magnetic fields (a.s.N 930176, 1982, G 01 R 33/02, 05.23.82, Fluxgate magnetometer) containing a measuring channel for measuring components induction vector MPZ, a digital computer and a controlled code-to-current converter connected to its output, the output of which is connected to the control winding of the fluxgate of the measuring channel, the output of which is connected to the input of the digital computer.
Устройство работает в двух режимах: в основном или рабочем и в режиме контроля. The device operates in two modes: mainly or working and in control mode.
В рабочем режиме осуществляется измерение компонент и модуля вектора индукции МПЗ с помощью измерительного канала и цифрового вычислителя. In the operating mode, the components and the module of the induction vector of the MPZ are measured using a measuring channel and a digital computer.
В режиме контроля осуществляется тестовый контроль исправности феррозондового магнитометра. Контроль осуществляется подачей тестовых сигналов в контрольную обмотку феррозонда с выхода управляемого преобразователя кода в ток. Кодовый эквивалент тестового сигнала, подаваемый на вход управляемого преобразователя кода в ток формируется в цифровом вычислителе. По результатам измерения выходного сигнала измерительного канала после подачи тестового сигнала определяется исправность измерительного канала путем сравнения результата измерения с тестовым (эталонным) значением, хранимом в цифровом вычислителе. In control mode, a test is carried out to test the health of the flux-gate magnetometer. The control is carried out by applying test signals to the control winding of the flux gate from the output of a controlled code-to-current converter. The code equivalent of the test signal supplied to the input of the controlled code-to-current converter is generated in a digital computer. According to the results of measuring the output signal of the measuring channel after the test signal is supplied, the operability of the measuring channel is determined by comparing the measurement result with the test (reference) value stored in the digital computer.
Недостатком данного устройства является низкая точность преобразования компоненты вектора индукции МПЗ в цифровой код, обусловленная воздействием внешней температуры на феррозондовый датчик измерительного канала и отсутствие возможности измерения и контроля температуры в месте установки феррозондового датчика. The disadvantage of this device is the low accuracy of the conversion of the components of the induction vector of the MPZ into a digital code, due to the influence of external temperature on the fluxgate sensor of the measuring channel and the inability to measure and control the temperature at the installation site of the fluxgate sensor.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности и расширение функциональной возможности устройства. The technical result achieved by using the proposed technical solution is to increase the accuracy and expand the functionality of the device.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве для измерения магнитных полей, содержащем последовательно соединенные феррозондовый сравнивающий блок с феррозондовым датчиком, контрольная обмотка которого выполнена из медного провода, цифровой интегратор и цифровой вычислитель, причем выходы цифрового интегратора соединены со входами преобразователя кода в постоянный ток, выход которого соединен с компенсационной обмоткой феррозондового датчика феррозондового сравнивающего блока, цифровой вычислитель осуществляет сравнение результатов измерения компонент вектора магнитного поля с его эталонным значением, а также их коррекцию по результатам измерения температурной погрешности, выход соединен с входом синхронизации триггера и входом элемента задержки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами управления коммутатора, первый и второй аналоговые входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами опорного источника, знаковый разряд цифрового интегратора соединен с информационным входом триггера, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные фильтр, дифференциальный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, выходы модуля кода которого вместе с выходом логического устройства соединены с вторыми входами цифрового вычислителя, а выход знакового разряда соединен с первым входом логического устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, второй вход дифференциального усилителя через первый резистор соединен с общим проводом, а через второй резистор - с выходом коммутатора, который через третий резистор соединен с контрольной обмоткой феррозондового сравнивающего блока и с входом фильтра, а третий аналоговый вход коммутатора соединен с общим проводом, причем опорный источник выполнен по схеме стабилизатора напряжения, величина сопротивления первого резистора равна величине сопротивления медного провода упомянутой контрольной обмотки при номинальной температуре, а величина сопротивления второго резистора равна величине сопротивления третьего резистора. This result is achieved by the fact that in the device for measuring magnetic fields containing a series-connected flux-gate comparing unit with a flux-gate sensor, the control winding of which is made of copper wire, a digital integrator and a digital computer, the outputs of the digital integrator connected to the inputs of the code to DC converter, the output of which is connected to the compensation winding of the fluxgate sensor of the fluxgate comparison unit, the digital computer compares e of the measurement results of the components of the magnetic field vector with its reference value, as well as their correction according to the results of measuring the temperature error, the output is connected to the trigger synchronization input and the input of the delay element, the outputs of which are connected respectively to the first and second control inputs of the switch, the first and second analog inputs which are connected respectively to the first and second outputs of the reference source, the sign bit of the digital integrator is connected to the information input of the trigger, in the device a series-connected filter, a differential amplifier, and an analog-to-digital converter have been introduced, the outputs of the code module of which, together with the output of the logic device, are connected to the second inputs of the digital computer, and the output of the sign discharge is connected to the first input of the logic device, the second and third inputs of which are connected respectively to direct and inverse outputs of the trigger, the second input of the differential amplifier is connected to the common wire through the first resistor, and to the commutator output through the second resistor ator, which is connected through the third resistor to the control winding of the flux-gate comparison unit and to the filter input, and the third analog input of the switch is connected to a common wire, and the reference source is made according to the voltage stabilizer circuit, the resistance value of the first resistor is equal to the resistance of the copper wire of the said control winding at nominal temperature, and the resistance value of the second resistor is equal to the resistance value of the third resistor.
На фиг. 1 показана структурная схема, а на фиг.2 - временные диаграммы работы предлагаемого устройства для измерения магнитных полей. In FIG. 1 shows a structural diagram, and figure 2 is a timing diagram of the proposed device for measuring magnetic fields.
Устройство для измерения магнитных полей содержит последовательно соединенные феррозондовый сравнивающий блок 1 с феррозондовым датчиком, контрольная обмотка 2 которого выполнена из медного провода, цифровой интегратор 3 и цифровой вычислитель 4, выход которого соединен с входом синхронизации (C) триггера 5 и входом элемента задержки 6, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами управления коммутатора 7, первый и второй аналоговые входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами опорного источника 8, выполненного по схеме стабилизатора напряжения, преобразователь кода в постоянный ток 9, выход которого соединен с компенсационной обмоткой феррозондового датчика феррозондового сравнивающего блока 1, а входы соединены с выходами цифрового интегратора 3, знаковый разряд (sign NB) которого соединен с информационным (D) входом триггера 5, последовательно соединенные фильтр 10, дифференциальный усилитель 11 и аналого-цифровой преобразователь 12, выход модуля кода (mod Nt) которого вместе с выходом (sign Ntn) логического устройства 13 соединены с вторыми входами цифрового вычислителя 4, а выход знакового разряда (sign Nt) АЦП 12 соединен с первым входом логического устройства 13, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым (Q) и инверсным выходами триггера 5, второй вход (-) дифференциального усилителя 11 через первый резистор 14 соединен с общим проводом, а через второй резистор 15 - с выходом коммутатора 7, который через третий резистор 16 соединен с контрольной обмоткой 2 феррозондового блока сравнения 1 и с входом фильтра 10, а третий аналоговый вход коммутатора соединен с общим проводом, величина сопротивления первого резистора 14 равна величине сопротивления медного провода контрольной обмотки 2 при номинальной температуре, а величина сопротивления второго резистора 15 равна величине сопротивления третьего резистора 16.The device for measuring magnetic fields contains a series-connected
На фиг. 2 выходные напряжения на прямом выходе (Q) триггера 5, элемента задержки 6 и коммутатора 7 представлены соответственно обозначениями U5, U6, U7, выходные коды цифрового интегратора 3 и АЦП 12 - обозначениями NB, Nt, а истинный код, подаваемый на вторые входы цифрового вычислителя 4 - обозначением Ntn.In FIG. 2 output voltages at the direct output (Q) of trigger 5, delay element 6 and switch 7 are represented by U 5 , U 6 , U 7 , respectively, the output codes of digital integrator 3 and ADC 12 are represented by N B , N t , and the true code, supplied to the second inputs of the digital computer 4 - the designation N tn .
Устройство работает в двух режимах. В первом рабочем или основном режиме осуществляется измерение компоненты (B) вектора индукции МПЗ, а во втором, контрольном режиме осуществляется контроль исправности основного канала измерения компоненты вектора МПЗ и измерение температуры окружающей среды в месте установки феррозондового датчика. Переключение режимов осуществляется выходным сигналом "Режим" цифрового вычислителя 4. Так, например, согласно фиг. 2, переключение в рабочий режим осуществляется логическим нулем, а в режиме контроля - логической единицей. The device operates in two modes. In the first operating or main mode, the component (B) of the induction vector of the MFD is measured, and in the second, control mode, the health of the main channel for measuring the component of the MFD vector is measured and the ambient temperature is measured at the installation site of the flux-probe sensor. The modes are switched by the output signal “Mode” of the digital calculator 4. Thus, for example, according to FIG. 2, switching to the operating mode is carried out by a logical zero, and in the control mode - by a logical unit.
В рабочем режиме сигнал "Режим", подаваемый через элемент задержки 6 на второй вход управления коммутатора 7, отключает подачу напряжения с выхода опорного источника напряжения 8 и осуществляет подачу нулевого потенциала с третьего аналогового входа коммутатора 7 на его выход, тем самым исключается подача тока в контрольную обмотку 2 феррозондового сравнивающего блока 1. В этом случае осуществляется измерение компоненты вектора индукции в следующем контуре, содержащем феррозондовый сравнивающий блок 1, цифровой интегратор 3 и преобразователь кода в ток 9 в соответствии с выражением
NB = KB, (1)
где
K - коэффициент преобразования компоненты B вектора индукции МПЗ.In the operating mode, the signal “Mode”, supplied through the delay element 6 to the second control input of the switch 7, turns off the voltage supply from the output of the reference voltage source 8 and carries out the supply of zero potential from the third analog input of the switch 7 to its output, thereby excluding the current supply to control winding 2 of the
N B = KB, (1)
Where
K is the conversion coefficient of the component B of the induction vector of the MPZ.
Измеренное значение кода NB, задаваемого модулем (mod NB) и знаком (sign NB) записывается в цифровом вычислителе 4.The measured value of the code N B specified by the module (mod N B ) and the sign (sign N B ) is recorded in digital computer 4.
В данном режиме работы отсутствием напряжения на выходе коммутатора 7 обеспечивается равенство нулю значения кода Nt на выходе АЦП 12, т.е. Nt = 0.In this mode of operation, the absence of voltage at the output of the switch 7 ensures that the value of the code N t at the output of the ADC 12 is equal to zero, i.e. N t = 0.
Контроль исправности устройства подобно прототипу заключается в периодической проверке величины коэффициента K, так как отказ любого входящего узла измерительного канала вызывает изменение величины коэффициента преобразования. Monitoring the health of a device like a prototype consists in periodically checking the value of the coefficient K, since a failure of any incoming node of the measuring channel causes a change in the value of the conversion coefficient.
Значения коэффициента преобразования K при изменении температуры t внутри феррозондового датчика могут заметно изменяться, что вызывает погрешность измерения поля B. The values of the conversion coefficient K with a change in temperature t inside the flux-gate sensor can noticeably change, which causes an error in measuring the field B.
Температурную погрешность коэффициента преобразования можно представить в следующем виде:
ΔK(t) = βKнt (2)
где
β - температурный коэффициент коэффициента преобразования K, определяемый заранее при испытаниях данного устройства;
Kн - номинальное значение коэффициента преобразования, например при t = 0.The temperature error of the conversion coefficient can be represented as follows:
ΔK (t) = βK n t (2)
Where
β is the temperature coefficient of the conversion coefficient K, determined in advance when testing this device;
K n - nominal value of the conversion coefficient, for example, at t = 0.
В цифровом вычислителе 4 осуществляется определение погрешности ΔK(t) с помощью выражения (2) по результатам измерения текущих значений температуры t и по известным значениям β и Kн, а затем коррекция коэффициента преобразования K.In digital computer 4, the error ΔK (t) is determined using expression (2) according to the results of measuring the current temperature values t and the known values of β and K n , and then the correction coefficient K.
Второй режим начинается с момента появления логической единицы сигнала "Режим" на выходе цифрового вычислителя 4 (см. фиг.2). В момент появления переднего фронта этого сигнала на входе синхронизации (C) триггера 5, в последний по информационному входу (D) записывается содержимое знакового разряда sign NB цифрового интегратора 3. Во время переключения триггера 5 элементом задержки 6 задерживается появление логической единицы на втором входе управления коммутатора 7, благодаря чему полностью исключается возможность изменения содержимого знакового разряда цифрового интегратора 3 (а следовательно, искаженной информации, записываемой в триггер 5) от бросков напряжения на выходе коммутатора 7 во время переключения триггера 5. Появление логической единицы на втором входе управления коммутатора 7 обеспечивает подачу тока I0 в контрольную обмотку 2 блока сравнения 1, формируемого с помощью резистора 16 (R16) подачей разнополярного напряжения U0 на выход коммутатора 7 с одного из выходов опорного источника напряжения 8, соответствующих положительному (+) или отрицательному (-) направлению тока I0 контрольной обмотки 2.The second mode starts from the moment the logical unit of the signal "Mode" appears at the output of the digital computer 4 (see figure 2). When the leading edge of this signal appears at the synchronization input (C) of trigger 5, the contents of the sign bit sign N B of the digital integrator 3 are written to the last information input (D). When the trigger 5 is switched over, the delay element 6 delays the appearance of a logical unit at the second input control switch 7, which completely eliminates the possibility of changing the contents of the sign bit of the digital integrator 3 (and therefore the distorted information recorded in the trigger 5) from voltage surges and the output of the switch 7 during the switching of the trigger 5. The appearance of a logical unit at the second control input of the switch 7 provides a current I 0 to the control winding 2 of the
Если, например, содержимое триггера 5 соответствует положительному знаку кода NB, записанному в начале режима "Контроль", то на выход коммутатора 7 подается напряжение отрицательной полярности, и, наоборот, при отрицательном знаке, хранимом в триггере 5, - подается напряжение положительной полярности, то есть при любом значении знака, записанного и хранимого в триггере 5, в режиме контроля в контрольную обмотку 2 подается ток, создающий магнитное поле в феррозондовом датчике феррозондового сравнивающего блока 1, противоположное по знаку изменяемому полю. В результате алгебраического суммирования полей, то есть в момент полной компенсации измеряемого в тестового магнитных полей полем компенсационной обмотки происходит запись в цифровой вычислитель 4 кода , равного
где NB=signNBmodNB; NBO=signNBOmodNBO;
Так как в данном устройстве знак тестового приращения NB0 противоположен знаку кода NB, следовательно полностью исключается возможность перегрузки измерительного канала, таким образом в данном устройстве осуществляется полностью автономное формирование тестового сигнала, адаптивного к измеряемоve полю.If, for example, the contents of trigger 5 correspond to the positive sign of code N B recorded at the beginning of the “Control” mode, then the output of the switch 7 is supplied with a voltage of negative polarity, and, conversely, with a negative sign stored in trigger 5, a voltage of positive polarity is applied that is, for any sign value recorded and stored in trigger 5, in the monitoring mode, a current is generated in the control winding 2, which creates a magnetic field in the fluxgate sensor of the
where N B = signN B modN B ; N BO = signN BO modN BO ;
Since in this device the sign of the test increment N B0 is opposite to the sign of the code N B , therefore, the possibility of overloading the measuring channel is completely excluded, thus in this device completely independent generation of the test signal is carried out, which is adaptive to the measured field.
Пренебрегая величиной сопротивления контрольной обмотки 2, код приращения в достаточном приближении можно представить в следующем виде:
следовательно
где
Kобм - коэффициент преобразования тока в индукцию магнитного поля контрольной обмотки 2.Neglecting the resistance value of the control winding 2, the increment code in a sufficient approximation can be represented as follows:
hence
Where
K rm is the coefficient of current conversion into the magnetic field induction of the control winding 2.
Таким образом, при условии медленного изменения измеряемого поля проводится измерение величины B и осуществляется контроль канала измерения путем сравнения кода NВО с его теоретическим (эталонным) значением NВОЭ, хранимым в вычислителе 4 или, что то же самое, путем сравнения измеренного значения коэффициента преобразования K с его теоретическим (эталонным) значением Kэ.Thus, under the condition of a slow change in the measured field, the value of B is measured and the measurement channel is controlled by comparing the N VO code with its theoretical (reference) value N VOE stored in the calculator 4 or, which is the same, by comparing the measured value of the conversion coefficient K with its theoretical (reference) value of K e .
Измерение температуры t осуществляется во втором режиме следующим образом. The temperature t is measured in the second mode as follows.
C помощью фильтра 10 осуществляется выделение постоянной составляющей напряжения на выходе делителя, составленного последовательно соединенными третьим резистором 16 с сопротивлением R16 и сопротивлением R2 медленного провода контрольной обмотки 2. Выделение постоянного напряжения осуществляется подавлением спектральных составляющих переменного напряжения, то есть четно и нечетно гармонических составляющих частоты возбуждения феррозонда, наводимых в контрольной обмотке в процессе ферромодуляционного преобразования. Выходное напряжение фильтра 10 подается на первый вход дифференциального усилителя 11, а на его второй вход подается выходное напряжение делителя, образованного первым 14 и вторым 15 резисторами с сопротивлениями соответственно R14 и R15. При коэффициентах передачи фильтра 10 по постоянной составляющей и дифференциального усилителя (вычитателя) 11, равных соответственно единице и α, напряжение на выходе последнего определяется выражением
Учитывая равенства R2H = R14, R15 = R16, R2= R2н+ΔR2(t)
и ΔR2(t) ≪ R16+R2H,
где
R2H и ΔR2(t) - соответственно номинальное и пропорционально изменяемое от температуры значение сопротивления контрольной обмотки 2, выходное напряжение дифференциального усилителя 11 имеет следующий вид:
учитывая, что ΔR2(t) = νR2Ht,
где
ν - температурный коэффициент сопротивления медного провода, получим
где
постоянный по абсолютной величине масштабный коэффициент.Using the filter 10, the DC component of the voltage is extracted at the output of the divider, composed in series with the third resistor 16 with the resistance R 16 and resistance R 2 of the slow wire of the control winding 2. The DC voltage is extracted by suppressing the spectral components of the AC voltage, that is, even and odd harmonic components excitation frequencies of the flux gate induced in the control winding during the ferromodulation conversion. The output voltage of the filter 10 is supplied to the first input of the differential amplifier 11, and the output voltage of the divider formed by the first 14 and second 15 resistors with resistances R 14 and R 15, respectively, is supplied to its second input. When the transmission coefficients of the filter 10 with respect to the DC component and the differential amplifier (subtractor) 11 are equal to unity and α, respectively, the voltage at the output of the latter is determined by the expression
Given equality R 2H = R 14, R 15 = R 16, R 2 = R + ΔR 2 N 2 (t)
and ΔR 2 (t) ≪ R 16 + R 2H ,
Where
R 2H and ΔR 2 (t) are respectively the nominal and proportionally variable temperature resistance of the control winding 2, the output voltage of the differential amplifier 11 has the following form:
considering that ΔR 2 (t) = νR 2H t,
Where
ν is the temperature coefficient of resistance of the copper wire, we obtain
Where
constant in absolute value scale factor.
Абсолютная величина этого коэффициента по сравнению с аналогом (Заявка N 94009099/28/009133 от 16.03.94, 6 G 01 R 33/02. Устройство для измерения магнитных полей) не зависит от величины выходного сигнала устройства для измерения магнитных полей, то есть постоянная во всем диапазоне измерения магнитного поля. С помощью АЦП12 осуществляется преобразование выходного напряжения U11 дифференциального усилителя 11 в код Nt. Знак sign Nt выходного кода АЦП12 согласно выражению (6) зависит от полярности выходного напряжения U0 коммутатора 7, которая в свою очередь зависит от знака signB измеряемого поля B. Следовательно, в данном случае необходимо определить истинный знак цифрового температурного эквивалента sign Ntn = signt.The absolute value of this coefficient in comparison with the analogue (Application N 94009099/28/009133 dated 16.03.94, 6 G 01 R 33/02. Device for measuring magnetic fields) does not depend on the value of the output signal of the device for measuring magnetic fields, that is, a constant over the entire range of magnetic field measurements. Using ADC12, the output voltage U 11 of the differential amplifier 11 is converted to the code N t . The sign sign N t of the ADC12 output code according to expression (6) depends on the polarity of the output voltage U 0 of the switch 7, which in turn depends on the sign signB of the measured field B. Therefore, in this case, it is necessary to determine the true sign of the digital temperature equivalent sign N tn = signt.
Представив положительные знаки рассматриваемых величин логической единицей, а отрицательные - логическим нулем, определим соотношение знаков в данном устройстве в виде логической таблицы истинности. Representing the positive signs of the quantities in question with a logical unit, and the negative ones with a logical zero, we determine the ratio of the signs in this device in the form of a logical truth table.
Из представленной таблицы можно определить истинный знак температуры sign Ntи как функцию двух аргументов sign U0 и sign Nt следующим образом
учитывая равенство получим
Истинный знак температуры во втором режиме определяется логическим устройством 13, в котором в качестве входных аргументов используются прямой (Q) и инверсный выходы триггера 5 и выход знакового разряда АЦП12. Таким образом, на вторые входы цифрового вычислителя 4 подаются модуль и истинный знак измеряемой температуры, используемые для коррекции температурной погрешности ΔK(t).
Возможен и другой вариант определения истинного знака температуры, основанный на использовании цифрового вычислителя 4 и исключающий необходимость использования логического устройства 13. В данном случае выход знакового разряда АЦП2 непосредственно подается на вход знакового разряда температуры цифрового вычислителя 4. В последнем в соответствии с выражением (9) определяется истинный знак температуры.From the above table it is possible to determine the true sign sign N tp temperature as a function of two arguments sign U 0 and the sign N t as follows:
given equality we get
The true sign of the temperature in the second mode is determined by the logic device 13, in which direct (Q) and inverse are used as input arguments the outputs of the trigger 5 and the output of the sign bit ADC12. Thus, the module and the true sign of the measured temperature, used to correct the temperature error ΔK (t), are supplied to the second inputs of the digital computer 4.
Another variant of determining the true temperature sign is also possible, based on the use of digital computer 4 and eliminating the need to use logic device 13. In this case, the sign output of the ADC2 is directly fed to the input of the temperature sign of the digital computer 4. In the latter, in accordance with expression (9) the true sign of temperature is determined.
В случае использования магнитометра в качестве автономного дистанционного измерителя, управляемого центральным вычислителем, первый вариант реализации определителя знака температуры может оказаться более приемлемым, так как он независимо от вычислителя 4 может автономно обеспечивать измерение температуры как в штатном режиме, так и при проведении регулировочных и регламентных работ и обеспечивать также передачу результатов измерения температуры различным потребителям в составе информационно-измерительной системы независимо от цифрового вычислителя. In the case of using a magnetometer as a stand-alone remote meter controlled by a central calculator, the first embodiment of a temperature sign determinant may be more acceptable, since it can independently provide a temperature measurement independently of calculator 4 both in the normal mode and during adjustment and routine maintenance and also ensure the transfer of temperature measurement results to various consumers as part of the information-measuring system, regardless of Frova calculator.
Предлагаемое устройство для измерения магнитных полей обладает простотой реализации, высокими точностями характеристиками и высокими функциональными возможностями. The proposed device for measuring magnetic fields has ease of implementation, high accuracy characteristics and high functionality.
Особое место находит данное устройство для магнитометров моноблочного типа, то есть магнитометров с совмещением феррозондовых датчиков с электронной частью, в которых удачно совмещаются функции измерений, контроля и температурной коррекции. This device finds a special place for monoblock type magnetometers, that is, magnetometers with the combination of flux-gate sensors with the electronic part, in which the functions of measurement, control and temperature correction are successfully combined.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108654A RU2124737C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Device for measurement of magnetic fields |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108654A RU2124737C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Device for measurement of magnetic fields |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2124737C1 true RU2124737C1 (en) | 1999-01-10 |
RU97108654A RU97108654A (en) | 1999-03-10 |
Family
ID=20193355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108654A RU2124737C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Device for measurement of magnetic fields |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2124737C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610938C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-02-17 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Device for magnetic fields measurement |
-
1997
- 1997-05-28 RU RU97108654A patent/RU2124737C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Семенов Н.М., Яковлев Н.И. Цифровые феррозондовые магнетометры. - Л.: Энергия, 1978, с.30, 137, 140. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610938C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-02-17 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Device for magnetic fields measurement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1133065A (en) | Method and apparatus for offset error correction | |
US5642300A (en) | Precision voltage/current/power source | |
GB1563677A (en) | Error correction in electrical meters | |
JPH02136754A (en) | Method and apparatus for measuring fine electrical signal | |
SE503015C2 (en) | Method for operation identification of a measurement value converter in magnetic-inductive flow measurement and magnetic-inductive flow meter for carrying out the method | |
US4786875A (en) | Conductivity measuring circuit | |
CN114499521A (en) | Signal calibration method and device, computer equipment and storage medium | |
US3906486A (en) | Bipolar dual-ramp analog-to-digital converter | |
RU2124737C1 (en) | Device for measurement of magnetic fields | |
JPS6118828A (en) | Method and device for operating electromagnetic type force compensating balance | |
RU2302644C1 (en) | Magnetic field measuring device | |
US3068410A (en) | Expanded scale electrical measuring system having high temperature stability | |
SU1691762A2 (en) | Instrument to meter the consumption current | |
JP3495179B2 (en) | Method for measuring characteristics of D / A converter and unit for measuring characteristics of D / A converter | |
Uno | A direct-reading instrument for measurements of inductance of ferrite-core coils | |
US3928799A (en) | Automatic balancing DC comparator voltmeter | |
RU2610938C1 (en) | Device for magnetic fields measurement | |
JPH06308176A (en) | Capacitance measuring circuit and lcr metter with the same | |
JP2007500480A (en) | Electronic circuit for measuring quantity detection | |
SU1760482A1 (en) | Digital automatic meter of magnetic induction | |
GB2120481A (en) | Improvements in or relating to analogue to digital converters | |
SU1003382A2 (en) | Device for measuring differential-phase distortions | |
SU834714A1 (en) | Analogue integrator | |
SU481130A1 (en) | Device for converting signals from resistive sensors into a digital code | |
JP2544130B2 (en) | Temperature measurement circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160529 |