SU1368832A1 - Цифровой веберметр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  магнитного потока посто нных магнитов. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Цифровой веберметр содержит первичный преобразователь 1, модул тор 2, преобразователь 3 напр жение-частота, элементы И 9 и 10, реверсивньй счетчик 11, преобразователь 12 кода, регистр 13, дешифратор 14, блоки 15 и 27 индикации, генератор 16 импульсов, RS-триггеры 17, 21 и 25, одновибра- тор 22 и микропереключатель 23. Введение элементов И 18 и 19, делител  20 частоты и RS-триггера 26 обеспечивает синхронизацию выходных импульсов преобразовател  3 напр жение-частота и генератора 16 импульсов, котора  исключает возможность возникновени  ложных импульсов на входе реверсивного счетчика 11. 2 ил. (Л

Description

со

О5 СХ) СХ)

со

ГчЭ

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

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  за счет синхронизации преобразовател  напр жение-частота и генератора импульсов.

рои вход которого подсоединен к выходу переполнени  старшего разр да реверсивного счетчика 11, а выход - к R-входу триггера 25, S-вход которого соединен с выходом заема младшего разр да реверсивного счетчика 11, а выход - со знаковым входом преобразовател  12 кода и D-входом

На фиг, 1 представлена функциональ-IQ триггера 26, выход которого подклюна  структурна  схема цифрового ве- берметра; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Цифровой веберметр содержит первичный преобразователь 1, выход которого подключен к входу модул тора 2, к выходу которого подсоединен вход преобразовател  3 напр жение-частота содержащего интегратор 4, к первому входу которого подключен выход модул тора 2, компаратор 5, к второму входу интегратора 4 подключены последовательно соединенные источник 6 разр дного тока и ключ 7, RS-триггер 8, выход которого подсоединен к управл ющему входу ключа 7 и вторым входам первого 9 и второго 10 элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам пр мого и обратного счета реверсивного счетчика 11, выход последнего подсоединен к последовательно включенным преобразователю 12 кода, регистру 13, дешифратору 14, выход которого подсоединен к входу модул  блока 15 индикации , генератор 16 импульсов подключен к счетному входу триггера 17 и вторым входам элементов И 18 и 19, пр мой выход триггера 17 подключен к первому входу элемента И 18, а инверсный - к первому входу элемента И 19, выход компаратора 5 соединен с третьим входом элемента И 18, выход которого подключен к S-входу RS- триггера 8, а выход элемента И 19 - к R-входу RS-триггера 8 и входу делител  20 частоты, выход которого соединен со счетным входом триггера 21, пр мой выход которого подключен к входу управлени  модул тора 2 и первому входу элемента И 9, а инверсный - к первому входу элемента И 10 и входу одновибратора 22, выход которого соединен с входами микропереключател  23 и установки регистра 13 элемент ИЛИ 24, триггеры 25 и 26. Выход микропереключател  23 подключен к R-входу реверсивного счетчика 11 и первому входу элемента ИЛИ 24, вто5

0

5

0

5

0

5

0

5

чен к знаковому входу блока 27 индикации .

Веберметр работает следующим образом .

Цифровой веберметр работает циклически , длительность цикла равна периоду колебаний Т триггера 21. В первый полупериод Т/2 на пр мом выходе О присутствует единица, а во второй - нуль. Цри единичном сигнале на пр мом выходе триггера 21 коэффициент передачи модул тора 2 равен единице и выходна  частота преобразовател  3 напр жение-частота через элемент И 9 поступает на вход пр мого счета реверсивного счетчика 11 импульсов,а при нулевом - коэффициент передачи модул тора 2 равен минус единице и выходна  частота преобразовател  3 напр жение-частота поступает на вход обратного счета реверсивного счетчика 11 импульсов. Генератор 16 импульсов формирует последовательность импульсов стабильной частоты, котора  поступает на счетньш вход триггера 17 и на вторые входы элементов И 18 и 19. Триггер 17 переключаетс  по срезу импульсов на выходе генератора 16, поэтому на выходе элемента И 19 формируютс  импульсы, совпадающие по времени с импульсами генератора 16 и единичным сигналом на инверсном выходе триггера 17, Переключение делител  20 частоты и, следовательно, триггера 21 происходит по срезу импульсов на выходе элемента И 19. Указанные импульсы поступают на R-вход RS-триггера 8, но последний не измен ет своего состо ни , т.е. на пр мом выходе присутствует логический нуль. На выходе элемента И 18 формируетс  импульс в том случае , если компаратор 5 переключаетс  р единичное состо ние и импульс на выходе генератора 16 совпадает с единичным сигналом на пр мом выходе триггера 17. По фронту 1{мпульса на выходе элемента И 18 происходит установка в единичное состо ние RS-триггера 8,

т.е. формирование выходного импульса преобразовател  3 напр жение-частота В течение действи  указанного импульса ключ 7 открыт и ИСТОЧН1Ж 6 разр д ного тока подключен к второму входу интегратора 4, что приводит к снижению выходного напр жени  последнего и переключению в нулевое состо ние компаратора 5. RS-триггер 8 переключаетс  в нулевое состо ние по фронту первого последующего импульса на вы- ходе элемента И 19.

На диаграммах сигналов (фиг. 2) и, - выходной сигнал генератора 16 импульсов; U - выходной сигнал триггера 17; и,,- выходной сигнал элемента И 19; и ,g- выходной сигнал элемента И 18; и 5- - выходной сигнал компаратора; Ug - выходной сигнал RS- триггера 8; L ,- выходной сигнал тригера 21. Такип образом, выходные импульсы преобразовател  3 напр жение- частота не совпадают с моментами переключени  триггера 21, что исключает возможность формировани  ложного импульса.

Преобразователь 3 напр жение-частота имеет характеристику вида Fj(t) К,и,(с) + РЛс),

выходна  частота преобразовател  3 напр жение- частс та;

коэффициент пропорциональности;

и(с) - выходной сигнал модул тора;

выходна  частота преобразовател  3 напр жение- частота при нулевом сигнале на входе.

Величина ) выбираетс  равной половине максимальной частоты на выходе преобразовател  напр жение-частота и ее изменение характеризует дрейф нул  аналоговой части вебер- метра.

Частота изменени  Fj.(t), определ ема  изменением температурного режима устройства, стабильностью параметров его элементов, временным старением , значительно меньше частоты переключений первого триггера 21, котора  выбираетс  из услови .

где Fj(c)

к

F(t)

F,, 1/Т 5-10 F

71

F

51

7.1акс 1

- частота переключений первого триггера 21;

F - максимальна  частота сиг «акс

нала на выходе первичного преобразовател  1. При соблюдении этого условш преобразование , т.е. модул ци  выходного сигнала первичного преобразовател  1, усиление - преобразование в частоту с помощью преобразовател  3 напр жение-частота и демодул ци  с помощью элементов И 9 и 10 и реверсивного счетчика 11, осуществл етс  без потери информации и снижаетс  практически до нул  вли ние дрейфа

нул  аналоговых элементов устройства.

При единичном сигнале на выходе триггера 21, т.е. в течение первого полупериода, выходна  частота преобразовател  3 напр жение-частота поступает через элемент И 9 на вход пр мого счета реверсивного счетчика 11, а при нулевом - через элемент И 10 на вход обратного счета реверсивного счетчика 11. Поэтому состо ние

последнего в момент возникновени  импульса на выходе одновибратора 22, по которому производитс  установка регистра 13, определ етс  выражением

т/

N(T) j K,d, (t) -t- F, (t)dt r . 0T

,(t) + Fo(t)dt 5 K/J,(t)dt ,

rll Величина N(T)

пропорциональна

3B вающего первичный преобразователь 1, в течение интервала Т. Далее процесс повтор етс . В моменты времени пТ состо ние счетчика 11 импульсов и блока 15 индикации определ етс  вы40

ражением

N(nT) К,,и, (c)dt,

45

где п 1 ,2,3...

0

5

Таким образом, состо ние регистра 13 и блока 15 индикации в каждый момент времени соответствует текущему значению магнитного потока.

Если состо ние реверсивного счетчика 11 соответствует положительному числу, то триггер 25 находитс  в нулевом состо нии и преобразователь 12 кода не измен ет кодовую комбинацию. Если состо ние счетчика 11 соответствует отрицательному числу, что происходит при отрицате;1,ной пол рности выходного сигнала ил выходе первичного преобоазова-1Ч л  1 , то в

некоторьп момент состо ние реверсив- ног о счетчика 1 1 переключаетс  из нулевого состо ни  в состо ние 10 а на выходе заема из младшего разр да генерируетс  импульс, который устанавливает триггер 25 в единичное состо ние. При поступлении единицы на знаковьй вход Зн преобразовател  12 кода, на его выходе формируетс  код, который соответствует абсолютной величине магнитного потока и  вл етс  дополн ющим по отношению к выходному коду реверсивного счетчика 11 ,

В момент возникновени  импульса на выходе одновибратора 22 триггер 26 устанавливаетс  в единичное состо ние и на блоке 27 индикации высвечиваетс  знак минус. Аналогично осуществл етс  переключение триггера 25 в нулевое состо ние, что соответствует смене знака минус на плюс. При этом формируетс  импульс на выходе переполнени  старшего разр да реверсивного счетчика 11, который через элемент ИЛИ 24 поступает на R-вход триггера 25. Далее веберметр работает аналогично до следующего замыкани  микропереключател  23, которое приводит к установке в нуль реверсивного .счетчика 11, триггеров 25 и 26 и блока 15 индикации. После чего веберметр готов к проведению следующего измерени .

Повьпиение точности измерени  в предлагаемом веберметре обеспечиваетс  за счет введени  синхронизации выходных импульсов преобразовател  напр жение-частота и генератора импульсов , котора  исключает возможность возникновени  ложных импульсов на входе реверсивного счетчика.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой веберметр, содержащий последовательно соединенные первичный преобразователь, модул тор, преобразователь напр жение-частота, последовательно соединенные реверсивньш счетчик, преобразователь кода, регистр , дешифратор, выход которого подключен к входу модул  блока индикации , генератор импульсов, первый триггер, пр мой выход которого под0

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   ключен к входу управлени  модул тора и первому входу первого элемента И, а инверсный выход к входу одновибратора и первому входу 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 импульсов, R-вход которого соединен с выходом микропереключател  и первым входом элемента ИЛИ, второй вход - 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  кода, вход установки регистра соединен с входом установки третьего триггера, выходом одновибратора и входом микропереключател , причем знаковый вход блока индикации соединен с выходом третьего триггера, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет синхронизации преобразовател  напр жение-частота и генератора импульсов, в него введены четвертый триггер, делитель частоты и третий и четвертьш элементы И, первые входы которых подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам четвертого триггера, а вторые входы и счетный вход четвертого триггера - к выходу генератора импульсов , причем преобразователь напр жение-частота выполнен в виде интегратора , к первому входу которого подключен вход преобразовател  напр жение-частота , а к выходу - вход компаратора , выход которого подключен к третьему входу третьего элемента И, источника разр дного тока, кото- рьй через ключ подключен к второму входу интегратора и RS-триггера, выход которого подключен к управл ющему входу ключа и выходу преобразовател  напр жение-частота, причем выход третьего элемента И подключен к S-входу RS- триггера, а выход четвертого элемента И к R-входу RS-триггера и входу делител  частоты, выход которого соединен со счетным входом первого триггера.

   ф1/г. Z