SU761961A1

SU761961A1 - Цифровой миллитесламетр 1

Info

Publication number: SU761961A1
Application number: SU782683968A
Authority: SU
Inventors: Vadim V Bekker; Isaak P Grinberg; Anatolij A Pevko; Yurij T Chigirin; Vladimir N Bukhnaev; Aleksej A Zgonnikov
Original assignee: Vadim V Bekker; Isaak P Grinberg; Anatolij A Pevko; Yurij T Chigirin; Vladimir N Bukhnaev; Aleksej A Zgonnikov
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1978-11-13
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции постоянных магнитных полей. ' '

Известно устройство аналогичного назначения, которое состоит из датчика Холла, источника переменного тока для питания датчика Холла, автоматического переключателя, триггера со счетным входом, преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя постоянного тока (модулятор-демодулятор), управляемого сетевым напряжением, преобразователя напряжение — временный интервал генератора счетных импульсов, двух ключей, счетчика, цифрового отсчетного устройства, блока определения фазировки, удвоителя частоты, триггера синхронизации, схемы ИЛИ, делителя формирователя разрешения, формирователя управляющие сигналов, формирователя переключения датчика Холла и индикатора полярности, в котором датчик Холла через автоматический переключатель, преобразователь переменного напряжения в постоянное, усилитель постоянного тока МДМ, преобразователь напряжение — временной ин2

тервал, первый и второй ключи соединен со счетчиком, выход которого подключен к цифровому отсчетному устройству, а второй вход

'через формирователь управляющих сигналов и делитель соединен с первым выходом триг₅ гера синхронизации, первым входом индикатора полярности и первым входом формирователя переключения датчика Холла, второй выход триггера, синхронизации подсоединен к управляющему входу преобразователя напряжение — временной интервал, Ю счетный вход триггера синхронизации через схему ИЛИ и удвоитель частоты соединен с управляющим входом усилителя постоянного тока МДМ, входом сетевого напряжения и вторым входом индикатора полярности, второй вход схемы ИЛИ соединен с вы¹⁵ ходом схемы определения фазировки, первый вход которой подключен ко второму входу преобразователя напряжение — временной интервал, а второй вход — к выходу первого ключа, второй вход которого сое20 динен с генератором счетных импульсов, выход делителя через формирователь разреше. ния подключен ко второму входу второго

ключа, а через формирователь управляющих

сигналов, формирователь переключения дат761961

чика' Холла и треггер со счетным входом — ко второму входу автоматического переключателя, третий вход которого соединен с источником переменного тока и вторым входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, третий вход индикатора полярности соединен с выходом формирователя управляющих сигналов и вторым входом цифрового отсчетного устройства [1]

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой миллитесламетр, содержащий последовательно соединенные датчик Холла, автоматический переключатель, преобразователь переменного напряжения в постоянное, усилитель постоянного тока МДМ, преобразователь напряжение — временной интервал, первый ключ, второй ключ, счетчик и цифровой отсчетный блок, последовательно соединенные удвоитель частоты, элемент ИЛИ, триггер синхронизации, делитель частоты, формирователь управляющих сигналов, формирователь переключения датчика Холла и триггер со счетным входом, подключенный ко второму входу автоматического переключателя, третий вход которого связан с источником переменного тока и вторым входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, генератор счетных импульсов, подключенный ко второму входу первого ключа, выход которого через блок определения фазировки, второй вход которого подсоединен ко второму выходу преобразователя напряжение — временной интервал, связан со вторым входом элемента ИЛИ, индикатор полярности, первый вход которого подключен ко входу удвоителя частоты и ко второму входу усилителя постоянного тока, а также формирователь разрешения, своим входом связанный с выходом делителя частоты, а выходом — со вторым входом второго ключа, дополительно введены последовательно соединенные блок памяти, блок сравнения, триггер полярности, элемент И и второй элемент ИЛИ, выход которого связан с нулевым входом триггера пблярности, а единичный вход последнего подключен ко входу делителя частоты, а также два блока определения знака, и дешифратор, входы которого подключены к выходам блоков определения знака, а выход — ко второму входу блока сравнения, третий вход которого и первый вход блока памяти подключены ко второму входу индикатора полярности, ко второму входу элемента И, ко входу формирователя переключения датчика Холла, ко вторым входам счетчика и цифрового отсчетного блока и к первым входам блоков определения знака, вторые входы которых подключены ко второму входу преобразователя напряжение — временной интервал, ко второму выходу триггера синхронизации и ко второму входу второго элемента ИЛИ, третьи входы блоков определения знака связаны со вторым входом усилителя постоянного тока', четвертый вход блока сравнения и второй вход блока памяти подключены к выходу автоматического переключателя, а третий вход индикатора полярности — к первому входу элемента И.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого цифрового миллитесламет'ра; на фиг. 2 — временные диаграммы работы пред латаемого устройства, соответствующие точкам схемы 30—41.

Цифровой миллитесламетр состоит из датчика Холла 1, источника 2 переменного тока для питания датчика Холла, автоматического переключателя 3, триггера 4 со счетным входом, преобразователя 5 переменного напряженйя в постоянное, усилителя .6 постоянного тока, преобразователя 7 напряжение — временной интервал, генератора 8 счетных импульсов, двух ключей 9 и 10, счетчика 11, цифрового отсчетного блока 12, блока 13 определения фазировки, удвоителя 14 частоты, триггера 15 синхронизации, элементов 16 и 17 ИЛИ, элемента 18 И, индикатора 19 полярности, делителя 20 частоты, формирователя 21 разрешения, формирователя 22 управляющих сигналов, формирователя 23 переключения датчика Холла, блока 24 памяти первого такта, блока 25 сравнения, блоков 26 и 27 определения знака, дешифратора 28 и триггера 29 полярности.

Устройство работает следующим образом.

В первый такт измерения напряжение с одной пары противоположных электродов датчиков Холла 1, равное (Е_х + Ц_нэ), через автоматический переключатель 3 и преобразователь 5 переменного напряжения в постоянное поступает на усилитель 6 постоянного тока. Постоянное напряжение в усилителе 6 преобразуется в переменное усиливается, а затем преобразуется в постоянное. Для управления работой усилителя 6 используется сетевое напряжение, поступающее на вход 30. При положительном входном напряжении усилителя 6 управляющий сигнал, поступающий на запуск преобразователя 7 напряжений — временной интервал, сдвинут по фазе на 180° относительно управляющего сигнала усилителя 6, поступающего на вход 30. При несоответствии знака входного напряжения усилителя 6 фаза управляющего сигнала преобразователя 7 напряжение — временной интервал производится изменение фазы этого управляющего сигнала. В этом случае блок 13 определения фазировки формирует импульс, который через элемент 16 ИЛИ поступает на триггер 15 синхронизации и изменяет его фазировку.

Выходной сигнал преобразователя 7, пропорциональный напряжению (€_х + Ц_Нэ ) разрешает прохождение счетных импульсов генератора 8 через ключ 9.

Поскольку управление преобразователем 7 осуществляется с частотой сети 1_С, то че761961

6

рез ключ 9 с частотой сети будут проходить пачки счетных импульсов, пропорциональные напряжению (ί_χ + и_нэ). На счетчик 11 в первый такт измерения должна пройти одна пачка импульсов и разрешение на прохождение пачки через ключ 10 вырабатывается формирователем 21 разрешения.

После окончания первого такта измерения формирователь 23 переключателя датчика Холла выдает сигнал, который изменяет состояние триггера 4 со счетным входом. Триггер 4 изменяет состояние автоматического переключателя 3 таким образом, что выходное напряжение с другой пары противоположных электродов датчика Холла 1 поступает на измерение. В счетчике 11 производится суммирование выходных напряжений с противоположных пар электродов датчика Холла 1.

Таким образом, в конце второго такта измерения счетчик 11 зафиксирует число импульсов, пропорциональное только ЭДС Холла

Συ = и, + и_а = (ί_χ+ υ^) + («х’ -^,)=2^.

Направление измеряемого магнитного поля определяется путем сравнения в индикаторе 19 полярности опорной последовательности (се'тевой) с последовательностью, вырабатываемой триггером 29 полярности.

При >и_нэ полярность выходного напряжения с каждой пары противоположных электродов (в каждый такт измерения будет одного знака. Поэтому в этом случае последовательность работы триггера 15 синхронизации совпадает с последовательностью работы триггера 29 полярности.

При < Инд знак измеряемого магнитного поля соответствует знаку того такта, в котором больше уровень выходного напряжения датчика Холла 1. Блок 24 памяти и блок 25 сравнения позволяют определить в каком из тактов больше уровень выходного напряжения при разных знаках выходных напряжений с пар противоположных электродов датчика Холла в оба такта измерения. При данных знаках выходного напряжения в оба такта измерения, определяемые блоками определения знаков первого 26 и второго 27 тактов, срабатывает дешифратор 28 и выдает управляющий сигнал на блок 25 сравнения. Если в первом такте уровень выходного напряжения датчика Холла больше уровня выходного напряжения датчика Холла 1 во втором так>те блока 25 сравнения срабатывает и выдает сигнал, который поступает на триггер полярности и изменяет его фазировку.

Начальная установка триггера полярности производится в первый такт измерения. При несовпадающих последовательностях работы триггера синхронихации 15 и триггера полярности 29 срабатывает элемент И 18 и выдает управляющий сигнал. Этот сигнал проходит через элемент И 17 и нулевой

вход триггера полярности 29 и изменяет его фазировку, т. е. последовательность работы триггера полярности 29 будет соответствовать последовательности работы триггера синхронизации 15.

Использование новых элементов — памяти первого такта, блока сравнения, блоков определения знаков первого и второго тактов, дешифратора триггера полярности и элементов ИЛИ и И, выгодно отличает указанный цифровой миллитесламетр от известных, так как позволяет повысить достоверность определения направления магнитного поля при измерении слабых магнитных полей, когда ЭДС Холла меньше напряжения неэквипотенциальности. Применение предложенного устройства позволяет полностью автоматизировать процесс измерения и значительно повысить производительность труда при снятии топографии слабых⁰магнитных полей, поскольку отпадает необходимость в использовании других устройств для определения направления магнитного поля при одновременном измерении магнитного поля.

Claims

Формула изобретения

Цифровой миллитесламетр, содержащий последовательно соединенные датчик Холла, автоматический переключатель, преобразователь переменного напряжения в постоянное, усилитель постоянного тока, преобразователь напряжение — временной интервал, первый ключ, второй ключ, счетчцк и цифровой отсчетный блок, последовательно соединенные удвоитель частоты, элемент ИЛИ, триггер синхронизации, делитель частоты, формирователь управляющих сигналов, формирователь переключения датчика Холла и триггер со счетным входом, подключенный ко второму входу автоматического переключателя, третий вход которого связан с источником переменного тока и вторым входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, генератор счетных импульсов, подключенный ко второму входу первого включа, выход которого нерез блок определения фазировки, второй вход которого подсоединен ко второму выходу преобразователя напряжения — временной интервал, связан со вторым входом элемента ИЛИ, индикатор полярности, первый вход которого подключен ко входу удвоителя частоты и ко второму входу усилителя постоянного тока, а также формирователь разрешения, своим входом связанный с выходом делителя частоты, а выходом — со вторым входом второго ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок памяти, блок сравнения, триггер полярности, элемент И и второй элемент ИЛИ, выход которого связан с нулевым входом триггера полярности, а единичный вход

761961

7........... ,8

последнего подключен ко входу делителя частоты, а также два блока определения знака и дешифратор, входы' которого подключены к выходам блоков определения знака, а выход — ко второму входу блока сравнения, третий вход которого и первый вход блока памяти подключены ко второму входу индикатора полярности, ко второму входу элемента И, ко входу формирователя переключения датчика Холла, ко вторым входам счетчика и цифрового отсчетного блока и к первым входам блоков определения знака, вторые входы которых подключены ко второму входу преобразователя напряжение — временной интервал, ко в’горому выходу триггера синхронизации и ко второму входу второго элемента ИЛИ, третьи входы блоков определения знака связаны со вторым входом усилителя постоянного тока, четвертый

5 вход блока сравнения и второй вход блока памяти подключены к выходу автоматического переключателя, а третий вход индикатора полярности — к первому входу элемента И.