SU794639A1 - Функциональный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани  и в электроизмерительных приборах дл  функционального преобразовани  в цифровой код амплитудных, посто нных или мгновенных значений тока.

Известны функциональные преобразователи электрического тока дл  получени  линейных, квадратичных или иных характеристик преобразовани , выполненные в виде четырехполюсников на дискретных нелинейных элементах 1.

Однако существующие преобразователи ввиду трудности синхронизации выходного кода с началом цикла измерени  имеют сложную конструкцию.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  преобразователь 2, который содержит общее основание , управл ющий электрод и несколько выходных электродов. Падение посто нного преобразуемого входного напр жени  на управл ющем электроде имеет линейный характер, а величина приложенного к нему входного аналогового напр жени  регулирует количество выходных электродов, св занных с общим входом посредством

инверсного сло  и определ ющих собою выходную цифровую величин}.

Однако этот преобразователь не обеспечивает гальванической разв зки входных и

выходных цепей, имеет узкий динамический диапазон преобразовани , низкую чувствительность и узкий класс воспроизводимых функций.

Целью изобретени   вл етс  расширение класса воспроизводимых функций, повыщение точности за счет гальванической разв зки входных и выходных цепей и расширение динамического диапазона преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что функциональный преобразователь, содержащий пр моугольное изол ционное основание , на одной из поверхностей которого расположен управл ющий электрод, и выходные электроды, содержит генератор стробирующих импульсов тока, который подключен к управл ющему электроду, и магнитную пленку с пр моугольной петлей гистерезиса, котора  нанесена на свободную поверхность пр моугольного изол ционного основани . Выходные электроды нанесены попарно вдоль противоположных краев магнитной пленки и расположены вдоль направлени  тока через управл ющий электрод в соответствии с воспроизвоДИМОЙ функциональной зависимостью. Управл ющий электрод выполнен в виде трапецеидальной шины, площадь которой соответствует диапазону.. На фиг. 1 изображен общий вид преобразовател ; па фиг. 2 - общий вид и с.хема подключени  преобразовател  к генератору стробирующих импульсов тока; на фиг. 3 - зависимость изменепи  (движени ) зопы перемагничивани  от величины входного тока; на фиг. 4 - функциональна  зависимость количества выходных импульсов от амплитуды входного тока; на фиг. 5 - эпюры тока и напр жени  в различных точках схемы.

Функциональный преобразователь содержит пр моугольное изол ционное основание 1, управл ющий трапецеидальный электрод 2, магнитную пленку 3 из материала с пр моугольной петлей гистерезиса (ППГ), выходные электроды 4, нанесенные па пленку 3. В преобразователе посто нных или мгновепкых входных величин (см. фиг. 2) к управл ющему электроду 2 подключен генератор сгробируюпшх импульсов тока 5.

Переменный ток / „,( при протекании но электроду 2 создает магнитное поле, направленное нерпендикул р о к нанравленню протекани  преобразуемого тока по электроду 2 н перпендикхл рно к нленке 3. Плотность тока на электроде 2 и соответетвенно величина магнитной индукции вдоль него неравномерны (больще у узкого конца электрода 2 и меньше у широкого) при любых значени х преобразуемых величин . При величине входного тока /вх h (см. фиг. 3) у узкого конца электрода 2 создаетс  магнитное поле с напр женностью , где Яс -напр женность магнитного пол  способпа  вызвать неремагничивание пленки 3. Перемагничивание части нленки 3 у узкого конца электрода 2 приводит к образованию зон с противоположной намагниченностью. При этом предполагаетс , что пленка 3 была предварительно намагничена до нротпвоноложного магнитного состо ни  по отнощению к магнитному состо нию, создаваемому протекающим входным преобразуемым током. При увеличении входного преобразуемого тока поверхностна  плотность тока на электроде 2, а следовательно, и напр женность магнитного пол  вдоль электрода 2 будет увеличиватьс  от узкого конца электрода 2 к широкому. Это приведет к движению границы зон с противоположной намагниченностью (см. фиг. 3), что в свою очередь, вызовет скачкообразное изменение магнитной индукции в пленке 3. В результате скачкообразного изменени  магнитной индукции на подвижной границе зон с нротивоположной намагниченностью в пленке 3 индуцируетс  локальный импульс электрического пол , направленный перпендикул рно вектору магнитного нол  н вемтору скорости подвижной ;границы зон с противоположной намагниченностью. Наведенный в пленке 3 имиульс электрического напр жени  в плоскости магнитной пленки н в нанравленин, перпендикул рномп|).отекающему входному току (как следствие эффекта Баркгаузена дл  доменных стенок Блоха), по мере движени  границы зон с 10 противоположной намагниченностью прикладываетс  к выходным электродам 4, расположенным на нленке 3 попарно папротив друг друга. Таким- образом, на противоположпых электродах 4 наводитс  J5 импульс электрического напр жени . Количество импульсов нанр л ени  па электродах 4 пропорционально величине перемагниченной пленки 3, а следовательно и величине входного тока (см. фиг. 3), про2Q текающего через электрод 2, т. е. максимальной амплитуде тока- за данный цикл преобразовани В зависимости от требуемых максимальных и минимальных значений преоб5 разуемого сигнала электрод-2-при неизменной высоте трапеции может иметь различную площадь поверхности, а следовательно , н различную плотность преобразуемого тока на поверхности электрода. Это позвол ет в определённых пределах варьировать величиной динамического диапазона преобразовани  входной величииы как следствие изменени  величины площади трапеции. Величина напр женности магнитного

5 пол  вокруг электрода 2 пр мо пропорциональна величине протекаюихего входного тока, поэтому, если электродь 4 расположены попарно через равные промежутки, преобразовапие носит линейный характер.

0 С целью расширени  класса воспроизводимых функций преобразовани  электроды 4 располагаютс  на пленке 3 по определенному закону. Следовательно, осуществл   кусочно-посто нную аппроксимацию нелис нейной функции y F(x) с заменой в интервале посто нным значением Фу (л-у) const с ошибкой аппроксимации у F(x) -Ф J (Xj) можно С определенной погрешностью производить функциональное преобразование. Так как прн определенных значенн х входного тока /„ происходит неремагиичивание пленки 3 на определенно.м рассто нии Xj (см. фиг. 3 п 4) и на электродах 4 навод тс  импульсы электрического наир жени , количество которых (Л у) соответствует зависимости у F(x), то варьиру  в зависимости от требуемого функционального преобразовани  расположением электродов 4, можно

o производпть преобразование входного тока по квадратичному, логарифмическому или иному закону. Например (см. фиг. 4) дл  реализации функции преобразовани  N Р(Г ) пара электродов 4 располагаютс  на пленке 3 на рассто пип от нулевой пары выходных электродов, расположенной с краю нленкн 3 у узкого конца электрода 2. При преобразовании посто нного или мгновенного значени  входной величины через электрод 2 протекает преобразуема  величина (см. фиг- 2), а нараллельно к электроду 2 дополнительно подключаетс  генератор стробирующих импульсов тока . Амплитуда стробирующих импулЕ сов тока достаточна дл  перемагничивани  всей пленки 3, а пол рность противоположна пол рности преобразуемой входной величи1ГЫ , иоэтому в результате взаимодействи  магнитных полей, создаваемых входным преобразуемым током и стробирующими импульсами тока, пленка 3 перемагкититс  только на величину пр мо пропорциональную посто нному пли мгновенному значению входной величины (см. фиг. 5). Так как локальиый пмпульс напр жени  наводитс  у попарно расноложеиных электродов 4, то осуществл   параллельное или последовательное их соединенне, получить параллельный или последовательный число-импульсный код. Фор м у л а изобретен и   1. Функциональный преобразователь, содержащий пр моугольное изол циоиное основание, на одной из поверхиостей которого расположен плоский управл ющий электрод, и выходные электроды, отличающийс  тем, что, с целью расширени  класса воспроизводимых функций и повышени  точности работы за счет гальванической разв зки входных и выходных цепей , он содержит генератор стробируюшп-х импульсов тока, который подключен к управл ющему электроду, и магнитную пленку с пр моугольной петлс гистерезиса , котора  наиесена на свободную поверхность пр моугольного изол ционного основани , выходные электроды нанесены понарно вдоль гфотивополол ных краев магнитной иленки и расположены вдоль направлени  тока через управл ющий электрод в соответствии с восироизводимой функциональной зависимостью. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью расширени  дииамичсского диапазоиа преобразовани , в нем управл ющий электрод выполнен в виде трапецеидальной токоведущей шпны, илощадь которой соответствует заданному диапазопу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 485467, кл. G 06 G 7/26, 1975. 2.«Microelectronics and Reliability, Л 16, 1977, с. 181 - 182 (прототип).

.5

/

ПГи UU Ш|1

-0

пллплп

Claims (2)

1. Фор м у л а изобретен и я

   1. Функциональный преобразователь, содержащий прямоугольное изоляционное основание, на одной из поверхностей кото- рого расположен плоский управляющий электрод, и выходные электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций и повы5 шения точности работы за счет гальванической развязки входных и выходных цепей, он содержит генератор стробирующих импульсов тока, который подключен к управляющему электроду, и магнитную Ю пленку с прямоугольной петлей гистерезиса, которая нанесена на свободную поверхность прямоугольного изоляционного основания, выходные электроды нанесены попарно вдоль противоположных краев маг15 нитной пленки и расположены вдоль направления тока через управляющий электрод в соответствии с воспроизводимой функциональной зависимостью.
2. 2. Преобразователь по π. 1, отлич а го20 щийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования, в нем управляющий электрод выполнен в виде трапецеидальной токоведущей шины, площадь которой соответствует заданному 25 диапазону.