SU748305A2 - Цифровой измеритель магнитной индукции - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может быть использовано дл  прецизионного измерени  в широком диапазоне индукции посто нных магнитных по.пей. Известен измеритель по авт.св. W 347704, состо щий из датчика Холла источника переменного тока дл  его питани , дополнительной катушки, в поле которой находитс  датчик Холла источника посто нного тока дл  питани  обмотки дополнительной катушки, преобразовател  напр жение-код t реверсивного счетчика, делительного устройства, устройства управлени  и цифрового отсчетного устройства,в котором преобразователь напр жение код включен между датчиком Холла, реверсивным счетчиком и делительным устройством, второй вход которого подсоединен к выходу реверсивного счетчика, а выход - к цифровому отсчетному устройству, устройство управлени  соединено с преобразователем напр жение-код делительным устройством, реверсивным счетчиком, источником посто нного тока и цифро вым Отсчетным устройством l . . Цикл измерени  в данном устройст ве состоит из двух тактов. Недостатком данного устройства  вл етс  зависимость результатов измерени  от направлени  измер емого магнитного пол .и недостоверность результатов измерени  при несовпадающих по направлению измер емом и дополнительном магййтных пол х и при превышении индукции дополнительного магнитного пол  индукции измер емого магнитного пол . Целью данного изобретени   вл етс  повышение точности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель магнитной индукции,дополнительно ввод тс  фазовый элемент, триггер пол рности, управл емь1й делитель, анализатор числа, элемент ИЛИ, п ть элементов. И, три триггера:, два триггера со счетным входом, выход первого триггера со счетным входрм соединен с управл ющим входом реверсивного счетчика, счетный вход через первый элемент И - с блоком управлени , единичный вход через элемент ИЛИ и второй элемент И - с первым выходом фазового элемента и единичным входом триггера .пол рности, нулевой вход через третий элемент И - с первым выходом фазового элемента и нулевым

.-.Ji. .----,.ti-.-.

входом триггера пол рности, первый вход анализатора числа подкл1рчен к уиравл надему входу реверсивного счетчика, второй .вход - к блоку yiSравлеии , а выход - к первоь4у входу п того элемента И и к едийГйЧнШгу вхЬду первого триггера, второй вход которого соединен с блоком управлени , а в{лход через четвертый элемент И -с единичным входом второго триггера со счетным входом, первый выход второго триггера со счетным входом подсоединен ко вторым входам первого/ второго, третьегои п того элементов И, а второй выход - ко второму входу элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с единичном входом второго триггера, выход KOTojsoro подключен к единичному входу третьего триггера, выход которого соединен со счетным входом второго триггера со счетным входом, причем блок управлени  соединен с третьими входами второго , третьего и четвертого элемен .тов И, нулевыми входами второго и третьего триггеров, нулевой вход триггера пол рности подключен к третьему входу четвертого элемента И, выход триггера пол рности подключен ко входу управл емого делител , вторым входом подключенного к выходу датчика Холла и первому входу фазового элемента, второй вход которого св зан со входом датчика. Холла, выход управл емого делител  - со входом преобразовател  напр жениекод , а выход п того элемента И - со входом цифрового отсчетного устройства .

На фиг. 1 представлена структурна  схема цифрового измерител  магнитной индукции; на фиг, 2 п ёд тавлены . временные диаграммы работы измерител .

Цифровой измеритель магнитной индукции состоит из датчика Холла (ДХ)

I,источника 2 переменного тока, ис трчнйка 3 посто нного тЬка, дополнительной катушки 4, управл емого делител  5, фазового элемента б, триггера 7 пол рности, преобразовател 

8 напр жение-код, реверсивного счетчика 9, делительного устройства 10 цифрового отсчетного устройства

II,устройства 12 управлени , анализатора 12 числа, двух триггеров 14, 15 со счетным входом, трех триггеров

1, 17, 18, п ти элементов И 19, 20,

: 3(1, 22, 23 и элемента ИЛИ 24.

Работа устройства происходит следующим Образом.

Фазовый элемент б в зависимости от направлени  магнитного поЛ , действующего на датчик Холла 1, устанавг ливает триггер 7 пол рности в определенное состо ние. Например, при по°11|6ШтёлШо направлёнии MarHHVHO пол  управл ющий сигнал с фазового э ег ента б поступает на единичный

748305

вход триггера 7. Триггер 7 пол рности выдает на управл емый делитель 5 сигнал, который устанавливает его в 5 остр ние, соответствующее положительному направлению магнитного пол  При отрицательном направлении магнитного пол  управл ющий сигнал с фазового элемента б поступает на нулевой вход триггера 7 пол рности. Триггер 7 пол рности устанавливает управл емый делитель 5 в состо ние, соответствующее отрицательному направлению Магнитного пол .

Если при отрицательном направлении магнитного пол  чувствительность ДХ больше, чем при положительном направлении , то коэффициент передачи управл емого делител  при отрицательном направлении магнитного пол  будет меньше единицы при условии, что при положительном направлении он прин т за единицу. При обратном соотношении коэффициент передачи при отрицательном направлении магнитного пол  будет больше единицы.

Цикл измерени  предлагаемого устройства состоит:

1.Из двух тактов при условии:

а), В„ и Вд совпадают по направлению;

б)®иэм %оп;%зм ®поп не совпадают по направлению;

в)

совпадают по направлению.

2.Из четьфех тактов, при условии

у1Ъ1л доп игм ®поп не совпадают по направлению.

Claims (1)

1. Работа в два такта происходит следующим образом. В первом такте на ДХ одновременно воздействуют два посто нных магнитных пол : измер емое и дополнительное Ьдоп. / создаваемое дополнительной катушкой 4, в поле которой находитс  ДХ1. По обмотке дополнительной катушки 4 протекает ток от источника 3 посто нного тока. Выходной сигнал ДХ1 через управл емый делитель 5, пропорциональный алгебраической сумме величин (.. ) поступает на преобразователь 8 напр жение-код , откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 9, который в первом такте работает или на сложение или на вычитание. Режим работы реверсийного счетчика в первом такте определ етс  состо нием фазового элемента б. При совпадающих по направлению магнитных пол хбизмИ Boon, (например, при положительном направлении дополнительного магнитного пол Вдо .) сигнал начальной установки НУ, поступающий на вход 25 элементов И 20 21, пройдет через, элемент И 20 и элемент ИЛИ 24 на нулевой вход триггера 14 реверса (фиг. 2а). В случае триггер 14 реверса ввдает такой управл ющий сигнал на реверсивный счетчик 9,при котором он Судет работать на сложение . Реверсивный счетчик 9 зафиксирует код , пропорциональный сумме магнитных индукций измер емого и до полнительного полей: . Чви«л дoп : - Во втором такте, на ДХ1 действует только измер емое магнитное поле ; иам устройство 12 управлени  выключает источник 3 посто нного тока. Выходной сигнал ДХ1 через управл емый делитель 5, пропорциональный измер емой магнитной индукции vtiw поступает на преобразователь 8 напр жение-код, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 9. Во втором такте реверсивный счетчик 9 работает на вычитание. Изменение направлени  счета происходит по сигналу , поступающему с выхода блока управлени  12 через элемент И 19 на счетный вход триггера 14 реверса. В результате после второго такта ревер сивный счетчик 9 зафиксирует импульсов Na , пропорциональное индук ции дополнительного магнитного пол  V dtx - - mПринесовпадающих по напраСвлению магнитных пол х Вигм.и Bgon. (при положительном направлении дополнительно-го магнитного пол ) сигнал НУ, поступающий на вход элементов И 20, 21, пройдет через элемент И 21 на единичный вход триггера 14 реверса. В этом случае триггер 14 реверса в первый такт измерени  вьщает ,на реверсивный счетчик 9 такой управл ющий сигнал, при котором реверсивный счетчик 9 работает на вычитание. Реверсивный счетчик 9 зафиксирует отрицательное число Цц , пропорциональное разности магнитных индукций измер емого и дополнительного полей . . Во втором такте реверсивный счетчик 9 будет работать на .сложение. В результате после второго такта реверсивный счетчик 9 зафиксирует число импульсов N J, пропорциональное дополнительному магнитному полю а-(визм-Вцоп - визкл- - m Bqon- - m Bnon-« mПосле двух тактов измерени  на входы делительного устройства 10 поступают числа N с выходного регистра преобразовател  8 напр жениекод и Nj- с реверсивного счетчика 9. После поступлени  управл ющего сигнала с устройства 12 управлени  ,. делительное устройство 10 совершает операцию делени  числа N.J на число N , Результат делени , равный г non не. будет зависеть от удельной чувствительности датчика Холла к индукции, его тока питани , коэффициента передачи схемы и взаимного направлени  измер емого и дополнительного магнитных полей. Если значение индукции дополнительного магнитного пол  Bgon. прин ть за единицу измер емой величины , то результат делени  будет пропорционален измер емой магнитной индукции. ПРИ Sijpn. Bv,3M и несовпадающих по направлению БИЭ,.и BgonJ работа про1 сходит в четыре такта. Временные, диаграммы работы устройства приведены на фиг. 26. Работа в первые два такта ничем не атличаетс  от описанной выше работы. В конце второго такта производитс  сравнение уровней измер емого и дополнительного магнитных полей. Если В п &и$мИ они не совпадают по направлению, то во второй такт измерени  число N в реверсивном счетчике 9 при подсчете суммарных импульсов первого и второго тактов не п эоисходит. через О, а управл ющий сигнал по вл етс  на отрицательном выходе фазового элемента 6. В этом случае триггер 16 разрешает прохождение сигнала элемент К 22 на единичные входы триггеров 15 и 17. Управл ющий сигнал с выхода: триггера 15 запрещает прохождение сигналов через элементы И 20,21, 19 и 23, а управл ющий сигнал с выхода триггера 15 проходит через элемент ИЛИ 24 на нулевой вход триггера 14 реверса. При работе в два такта триггер 15 находитс  в исходном состо нии, поскольку через элемент и 22 не поступает управл ющий сигнал на его единичный вход, и разрешает прохождение управл ющих сигналов через элементы И 20, 19, 21, 23. Триггер 14 реверса выдает такой управл ющий сигнал, при котором реверсивный счетчик работает на сложение . В третьем такте на ДХ1 одновреKieHHO воздействуют посто нных Магнитных пол : измер емое и дополнительное . Реверсивный счетчик 9 зафиксирует число N , процорциональное раЭности магнитных индукций измер емого и дополнительного полей . tA-lVn- H,M - ImВ четвертом такте на ДХ1 действует только измер емое магнитное поле цам, устройство 12 управле ни  отключ ает источник 3 посто нного тока. Так как направление счета в ре версивном счетчике 9 в четвертом так те не измен етс ,то есть он работает на сложение, то в четвертом такте ре версивный счетчик 9 зафиксирует код 1, пропорциональный дополнительному магнитному полю. Vs-K-i, - виW m-1 3M-S; - m ) ( eoou- V-Bv. . m В конце четвертого такта срабатывает .триггер 18, который устанавлива ет триггер 15 в нулевое состо ние. При этом на входы элементов И 20, 21, 19, 23 вьвдаетс  сигнал, разрешающий прохождение через эти схемы управл ющих сигналов. Результат делени  на Nj, полученный в делительном устройстве 10, считываетс  цифровым отсчетным устройством 11 в конце четвертого такта измерени . Формула изобретени  Цифровой измеритель магнитной индукции по авт.св. 347704, от л ичающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него дополнительно ввод тс  фазовый элемент, триггер пол рности, управл емый дели тель, анализатор числа, элемент ИЛИ, п ть элементов И, три триггера и два триггера со счетным входом, выход первого триггера со счетным входом соединен с управл ющим входом ревер сивного счетчика, счетный вход через первый элемент И - с блоком управлени , единичный вход через элемент ИЛИ и второй элемент И .- с первым выходом фазового элемента и с единичным входом триггера пол рности, нулевой вход через третий элемент И - с первым выходом фазового элемента и нулевым входом триггера пол рности , первый вход анализатора числа подключен к управл ющему входу реверсивного счетчика, второй вход к блоку управлени , а выход - к первому входу п того элемента И и к единичному входу первого триггера, второй йХод которого соединен с блоком управлени , а выход - через четвертый элемент И - с единичным входом второго триггера со счетным входом , пер1вый выход второго триггера со счетным входом подсоединен ко вторым входам первого, второго, третьего и п того элементов И, а второй выход - ко второму входу элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера, выход которого соединен со счетным входом втброго триггера со счетным входом, причём блок управлени  соединен с третьими входами второго , третьего и четвертого элементов И, нулевыми входами второго и третьего триггеров, нулевой вход триггера пол рности подключен,к третьему входу четвертого элемента И, выход триггера пол рности подключен ко входу управл емого делител , вторым входом подключенного к выходу датчика Холла и первому входу фазового элемента, второй вход которого св зан со входом датчика Холла, выход управл емого делител  - со входом преобразовател  напр жение-код, а выход п того элемента И - -со входом цифрового отсчетного устройства . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 347704, G 01 R 33/06, 1971.

   V-

   - I -a