SU1307406A1 - Цифровой веберметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и может быть использовано-дл  измерени  магнитного потока посто нных магнитов. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства. Дл  достижени  поставленной цели в устройство дополнительно введены элемент ИЛИ 15, микропереключатель 16 и преобразователь 17 кода. Кроме того, устройство содержит первичный преобразователь 1, модул тор 2, преобразователь 3 напр жение - частота, реверсивный счетчик 4, триггеры 5,6 и 7, блок 8 индикации , дешифратор 9, регистр 10, элементы И 11 и 12, генератор 13 импульсов и одновибратор 14. Устройство обеспечивает получение промежуточных результатов измерени , что позвол ет исследовать динамику изменени  магнитного потока измер емого образца. 1 ил. с ю (Л

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  магнитного потока посто нных магнитов.

Цель изобретени  - повьшгение надежности устройства путем упрощени .

На чертеже представлена функпио- нальна  структурна  схема устройства

Цифровой веберметр содержит пер- вичньй преобразователь 1, выход которого соединен с входом модул тора

2,выход которого соединен с входом преобразовател  напр жение-частота

3,реверсивный счетчик 4, первый 5, второй 6 и третий 7 триггеры, блок индикации 8, вход модул  потока которого соединен с выходом дешифратора 9, вход которого соединен с выходом регистра 10, первый 11 и второй 12 элементы И, генератор импульсов 13, одновибратор 14, элемент ИЛИ 15, микропереключатель 16 и преобразователь кода 17. Выход генератора 13 соединен со счетным входом

триггера 5, пр мой выход которого соединен со входом управлени  модул тора 2 и первым входом элемента И 11, инверсный выход со входом од- новибратора 14 и первым входом элемента И 12.

Вторые входы элементов И 11 и 12 слединены с выходом преобразовател  3, а выходы, соответственно со входами пр мого и инверсного счета счетчика 4, R -вход которого соединен с выходом микропереключател  16 и первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом переполнени  реверсивного счетчика 4, выход заема из младшего разр да кото рого с 5 -входом триггера 6. R -вход триггера 6 соединен с выходом элемента ИЛИ 15, а выход - с D -входом триггера 7 и со знаковым входом преоразовател  17, информадионньп вход которого соединен с выходом с четчи- ка 4, а выход - с информационным входом регистра 9, вход установки которого соединен со входом установки триггера 7, выходом одновибратора 14 и входом микропереключател  16. Знаковый вход блока индикации 8 соединен с выходом триггера 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии выходное напр жение индукционного первичного преобразовател  1 равно нулю, микро

5

0

5

0

переключатель 16 замкнут. Генератор импульсов 13 формирует пр моугольные колебани  стабильной частоты, котора  поступает на счетный вход первого триггера 15. Цо срезу импупъса на инверсном выходе первого триггера формируетс  короткий импульс на выходе одновибратора 14, который поступает на вход установки информации регистра 10, вход установки информации третьего триггера 7 и через микропереключатель 16 - на R -вход счетчика и первый вход элемента ИЛИ 15, с выхода которого поступает на R-вход второго триггера 6. В результате на блоке индикации 8 высвечиваетс  ноль, а на индикаторе пол рности 8 - плюс. Измерение начинаетс  после размыкани  микропереключател  16 и продолжаетс  до следующего замыкани  .

Устройство работает циклически, длительность цикла равна периоду колебаний Т выходного сигнала первого триггера 15. Выходное напр жение ин дукционного первичного преобразовател  1 через модул тор 2 поступает на вход преобразовател  напр жение-частота 3, который имеет характеристику вида:

Fj(t) KjU.Ct)

+ F(t),

35

40

45

50

55

где

7j(t}

К,

выходна  частота преобразовател  напр жение- частота 3;

коэффициент пропорциональности;

UjCt) - выходное напр жение модул тора 2;

FQ(t) - выходна  частота преобразовател  напр жение-частота 3 при нулевом сигнале на входе.

Цри единичном сигнале на пр мом выходе первого триггера 5, коэффициент передачи модул тора 2 равен единице. На втором входе первого 11 элемента И-НЕ присутствует единица, а на втором входе второго 12 элемента И-НЕ - ноль, поэтому выходна  частота преобразовател  напр жение- частота 3 поступает на суммирзртощий вход реверсивного счетчика импульсов 4. В течение второго полупериода колебаний на инверсном выходе первого триттера 5 присутствует единица и частота ) поступает на вычитающий вход счетчика импульсов 4. Таким

образом, состо ние счетчика импульсов 4 в момент возникновени  следующего импульса на выходе одновибрато- ра 14, по которому производитс  запись состо ни  счетчика импульсов 4 через преобразователь кода 12 в буферный регистр 10, определ етс  выражением

TI2

т|г

N(T) ) K,U,(t)-fF(t) dt -

о -K,Ujt) + F(t) dt

) dt

0

т

т/2

.

О

(t) dt J

TI2

F/t)

dt

Так как частота колебаний на выоде триггера 5 значительно больп1е астоты изменений F

Tit

oCt), то ) dt JFjt) d.

поэтому т

N(t) K,U.(t) dt (1) 25 j i о

Величина N(t) пропорциональна изменению магнитного потока,пронизьгоающе- го индукционный первичный преобразова

тель в течение интервала времени Т. Содержимое регистра 10 поступаетчерез дешифратор 9 на вход блока индикации 8, В течение следующего периода сигнала на выходе первого триггера 5 процессы происход т аналогичным образом , но суммирование выходных импульсов преобразовател  напр жение- частота 3 начинаетс  с начальными услови ми, определ емыми выражением (1). Таким образом, в момент времени 2Т состо ние счетчика импульсов 4 определ етс  выражением

т2Т

N(2T) J KjU(t) dt +iK,Ujt) dt

2T

5 K,u.(t) dt

Далее процесс повтор етс . В моменты времени пТ состо ние счетчика импульсов и блока индикации 8 определ етс  выражением пТ

N(nT) I K,U(t) dt,

где n 1.2,3, . ..

Следовательно, состо ние буферного регистра )0 и блока индикации 8 в каждый момент времени соответствует текущему значению магнитного потока,

льдуюато- зав 4 бувы|г

fO

)5

вып1е

20

(1) 25

пронизывающего индукционный первичньй преобразователь 1. Таким образом измерение продолжаетс  до следующего момента замыкани  микропереключател  16, которое определ ет оператор.

Если состо ние счетчика импуль- сов 4 в момент времени возникновени  импульса на выходе одновибратора 14 соответствует положительному числу N(nT), то преобразователь кода 17 не измен ет кодовую комбинацию, и в буферный регистр 10 запишетс  число N(nT) , Если N(nT) 0,что соответствует отрицательной пол рности сигнала на выходе индукционного первичного преобразовател  1, то число импульсов, поступивших на вычитающий вход счетчика импульсов 4, превысит число импульсов, поступивших на суммирующий вход. Это условие означает, что в некоторый момент времени состо ние счетчика импульсов 5 переключитс  из нулевого состо ни  в состо ние 10-1, причем это проис5

0

0

5

0

ходит при поступлении импульсов на вычитающий вход. В зтом случае на выходе О счетчика импульсов 4 сформируетс  импульс, который устанавливает второй триггер 6 в единичное состо ние и на его 0 выходе формируетс  сигнал логической единицы . При поступлении единицы на знаковый вход Зн преобразовател  кода 17 на его выходе формируетс  код N, соответствующий абсолютной чине числа N(nT) при N -i-O. Код N  вл етс  по отношению к N(nT) дополн ющим . Поэтому блок индикации 8 высвечивает число, пропорциональное магнитному потоку измер емого образца . В момент возникновени  импульса на выходе одновибратора 14 третий триггер 7 устанавливаетс  в единичное состо ние и на блоке индикации 8 высвечиваетс  знак минус. В последующий полупериод колебаний первого триггера 5, когда осуществл етс  суммирование выходных импульсов преобразовател  напр жение-частота 3, состо ние счетчика импульсов переключаетс  из отрицательного в положительное . В этом случае на его выходе 9 формируетс  импульс, который через элемент ИЛИ поступает на R -вход установки в ноль второго триггера 6 и последний переключаетс  в нулевое состо ние. Однако зто не приводит к переключение третьего триггера 7с В

5

последующий полупериод, когда выходные импульсы преобразовател  напр жение-частота 3 поступают на вычитаю щий ВХОД счетчика импульсов 4, состо ние последнего может прин ть отри цательное значение, тогда второй триггер 6 снова переключитс  в единичное состо ние, а третий триггер 7 сохранит единичное состо ние. Если состо ние счетчика импульсов 4 в момент возникновени  импульса на выходе одноЕибратора 14 будет положительным , то второй триггер будет находитьс  в нулевом состо нии и указанным импульсом третий триггер 7 переключитс  в нулевое состо ние. Второй триггер 6 выполн ет функции динамического триггера знака, а третий триггер 7 - статического, за счет чего исключаетс  эффект мерцани  цифрового индикатора пол рности. Далее устройство работает аналогично до следующего замыкани  микропереключател  16, которое приведет к установке в ноль счетчика импульсов 4, второго 6 и третьего 7 триггеров. После этого устройство готово к проведению следующего измерени .

Таким образом, за счет модул ции аналогового сигнала с выхода индукционного первичного преобразовател  1, преобразовани  в частоту следова ни  импульсов и цифровой демодул ции снижаетс  вли ние дрейфа нул  аналоговых элементов устройства в течение времени измерени . Кроме того , предлагаемое устройство обеспечивает получение пpo feжyтoчньгx результатов измерени , что позвол ет исследовать динамику изменени  магнитного потока измер емого образца.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой веберметр, содержащий первичный преобразователь 5 выход коСоставитель Е.Аносова Редактор Н.Горват Техред Л.Олейник Корректор С.Черни

   Заказ 1629/46 Тираж 731Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

   торого соединен с входом модул тора, выход которого соединен с входом преобразовател  напр жение-частота, реверсивный счетчик, первый, второй и третий триггеры, блок индикации, вход модул  которого соединен с выходом дешифратора, вход которого соединен с выходом регистра, первый и второй элементы И, генератор импульсов , одновибратор, отличающийс  тем, что, с целью noBbmiei- ни  надежности путем упрощени , в него введены элемент ИЛИ, микропереключатель и преобразователь кода, прргчем выход генератора импульсов . соединен с счетным входом первого триггера, пр мой выход которого соединен с входом управлени  модул тора и первым входом первого элемента И, инверсный выход - с входом одновибратора и первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом преобразовател  напр жение- частота, а выходы, соответственно, с входами пр мого и обратного счета реверсивного счетчика, R-вход которого соединен с выходом микропереключател  и первым входом элемента

   ИЛIi, второй вход которого соединен с выходом переполнени  старшего разр да реверсивного счетчика, выход заема из младшего разр да которого соединен с S-входом второго триггера , R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с D-входом третьего триггера и знаковым входом преобразовател  кодов, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход - с информационным входом регистра, вход установки которого соединен с входом установки третьего триггера, выходом одновибратора и

   входом микропереключател , причем знаковый вход блока индикации соединен с выходом третьего триггера.