Claims (2)
В - амплитудное значение индукции ; В Дог,- индукци дополнительного магнитного пол . Дальнейша работа устройства зави сит от частоты измер емой магнитной индукции Вл, Если ц; Л процесс измерени состои из двух тактов. В первый такт выдел етс и поступает на преобразователь напр жение-код высокочастотна соста л клца выходного сигнала датчика Холла B cosiwt Iy,ScosStt. В делительное ус ройство переписываетс результат кодировани N;,,SK , где К - коэффициент преобразовани|1 схемы. Во второй такт выдел етс и посту пает на кодирование низкочастотна составл юща выходного сигнала датчика Холла Вддп . В делительное устройство переписываетс резуль тат кодировани 2 допIM K, После делени N на Nj. делительное устройство фиксирует в виде статичес кого кода число импульсов, пропорциональное измер емой магнитной индукции Ву и не завис щее от нестабильности тока питани датчика, параметров датчика Холла и коэффициента пре образовани схемы, N -ill-biluSjs.ltn.. Если1«)5, процесс изменени состо ит их трех тактов. В первый такт выдел етс высокочастотна составл юща выходного сигнала датчика Холла пропорциональна измер емой индукции переменного магнитного пол и индукции дополнительного магнитного пол {Вуу,со&ш1 + Вдоп ) IviCo S tS. Результат кодировани запоминаетс в реверсивном счетчике N ()SIbi. Во втором такте на датчик Холла действует только измер емое магнитное поле B, )t. Результат прео разовани Nji В,1„К поступает на ре версивный счетчик и вычитаетс из кода N Мэ Н1-Н,Вдоп51,К. В третий такт выхрдной сигнал да чика Холла Sly, Brt,coswtco9Slt поступае на амплитудный детектор. Огибающа этого сигнала поступает на преобразователь напр жение-код. Результат кодировани равен Н Ву,51цК. Результат делени кода N4 на код N пропорционален измер емой индукци переменного магнитного пол и . Voti Недостатком данного устройства в л етс большое врем измерени : цикл измерени производитс за три такта Цель изобретени - повышение быстродействи цикла измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени переменной магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные источник переменного тока, датчик Холла , измеритель частот и блок анализа, катушку, в поле которой находитс датчик Холла, последовательно соединенные первый переключатель, преобразователь напр жение-код, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, формирователь опорной частоты, подключенный ко второму входу блока анализа , формирователи низкочастотной и высокочастотной составл ющих, подключенные к датчику Холла, два синхронных детектора, амплитудный детектор , второй переключатель и блок управлени , подключенный ко второму переключателю, ко вторым входам цифрового отсчетного устройства, преобразовател напр жение-код и дели-тельного блока, выход формировател низкочастотной составл ющей соединен с первым синхронным детектором, выход формировател высокочастотной составл ющей через второй переключатель соединен с вторым синхронным детектором , амплитудный детектор включен между выходом формировател высокочастотной составл ющей и третьим входом второго переключател , дополнительно ввод тс два дешифратора, первый из которых включен между выходом первого синхронного детектора и вторым входом первого переключател , а второй - между выходом второго синхронного детектора и третьим входом первого переключател , причем выход блока анализа подключен к вторым входам первого и второго дешифраторов, второму входу формировател высокочастотной составл ющей и четвертому входу второго переключател , обмотка катушки соединена с источником переменного тока, блок управлени подсоединён к третьему входу формировател высокочастотной составл ющей . Уменьшение времени цикла измерени обусловлено тем, что выделение сигналов, пропорциональных дополнительному и измер емому магнитным пол м , независимо от соотнесени частот U) и S1 производитс за один такт измерени . На чертеже представлена блок-схема измерител переменной магнитной индукции. Измеритель переменной магнитной индукции содержит датчик Холла 1, источник 2 переменного тока, катушку 3, формирователи 4 и 5 низко- и высокочастотной составл ющих соответ;ственно . синхронные детекторы б и 7, переключатели 8 и 9, амплитудный де-тектор 10, дешифраторы 11 и 12, преобразователь 13 напр жение-код, дели тельное устройство 14, цифровое отсчетное устройство 15, блок 16 управ лени , измеритель 17 частоты, формирователь 18 опорной частоты и блок 1 анализа. Измеритель работает следующим образом . Выходной сигнал и-5(Вуу,со cut+ -Вдог,со551). B Sl COSUitco-iat г Аол датчика Холла 1 поступает на формироват ли 4 и 5 и измеритель 17 часто ты. Дальнейша работа измерител за висит от частоты измер емой магнитной индукции Вл, Если ш7 Л, блок 19 анализа в пер вый такт измерени разрешает, прохож дение сигнала через дешифратор 12. В этом случае на преобразователь 13 напр жение-код через переключатель поступает вспомогательна составл ю ща ,со%ш tcosSlt входного сигнала датчика Холла 1. Она вьщел етс фор мирователем 5 и через переключатель поступает на синхронный детектор 7, где преобразуетс в посто нное напр жение . Код N выходного регистра преобразовател 13 напр жение-код, соответствующий измер емой магнитной индукции переменного магнитного пол Вуу,г переписываетс в делительное уст ройство 14 ,.K3, где К.- коэффициент преобразовани формировател высокочастотно составл ющей; Kj- коэффициент преобразовани синхронного детектора; Kj- коэффициент преобразовани преобразовани напр жениеВо второй такт коммутации на преобразователь 13 напр жение-код через переключатель 9 поступает сигнал с дешифратора 11, на который поступает разрешение с блока 19 анализа. В это случае на преобразователь 13 напр жение-код поступает низкочастотна составл юща В. опС,об2 Sl-t выходного сигнала датчика Холла 1. Она выдел етс формирователем 4 и преобразуетс синхронным детектором б в посто нное напр жение. Код N выходного регистра преобразовател 13 напр л .ение-код , соответствукидий индукции дополнительного магнитного пол Вдд, переписываетс в делительное устройство 14 -, где Кл - коэффициент преобразовани формировател низкочастотно составл ющей; Кг - коэффициент преобразовани синхронного детектора. При поступлении управл ющего сигнала блока 16 управлени устройство 14 делени совершает операцию делени числа N,f на число N. Результат делени при имеет в.ид NI , К. 4 Из последнего выражени видно, что устройство 14 делени фиксирует в виде статического кода число импульсов, пропорциональное измер емой индукции магнитного пол В и не завис щее от нестабильности тока питани датчика Холла, параметров датчика и коэффициента преобразовани схемы при стабильных коэффициентах преобразовани формирователей высоко- и низкочастотной составл ющих К и Кд. Если значение индукции дополнительного магнитного пол В прин ть за единицу измерени , то результат измерени пропорционален измер емой индукции переменных магнитных полей. Еслиио О., блок 19 анализа в первый такт измерени разрешает прохождение сигнала дешифратора 12 через переключатель 9 на преобразователь 13 напр жение-код. В этом случае на преобразователь 13 напр жение-код поступает составл юща Вуу,51,соз Л tcosiwt выходного сигнала датчика Холла 1. Она выдел етс формирователем 5 и поступает на амплитудный детектор 10, выходной сигнал которого пропорциональный измер емому магнитному полю By CQiiuut, через переключатель 8 поступает на синхронный детектор 7. Этот сигнал преобразуетс в посто нное напр жение и через преобразователь 9 поступает на преобразователь 13 напр жение-код . Код N4 выходного регистра преобразовател 13 напр жение-код, равный к к к к к Г N4 - . -1 1.2. S б -и где (,- коэффициент преобразовани амплитудного детектора, переписываетс в делительное устройство 14 Во второй такт измерени блок 19 анализа разрешает прохождение сигнала дешифратора 12 через переключатель 9, и на преобразователь 13 напр жение-код поступает составл юща Бд,Со52 гЬвыходного сигнала датчика Холла 1. Она выдел етс формирователем 5 и через переключатель 8 поступает на синхронный детектор 7, где преобразуетс в посто нное напр жение . Код NJ выходного регистра преобразовател 13 напр жение-код, соответствующий дополнительному магнитному полю Вдоп, переписываетс в делительное устройство - S-lsl b on l.При поступлении управл ющега сигнала блока 16 управлени устройство 14 совершает операцию делени числа N на число Nj. Результат делени при имеет вид Из последнего выражени видно, чт устройство 14 делени фиксирует в ви де статического кода число импульсов , пропорциональное измер емой индукции переменного магнитного пол и не завис щее от нестабильности тока питани датчикаупараметров датчика и коэффициента преобразовани К амплитудного детектора 10. Предлагаемое устройство позвол ет значительно уменьшить врем цикла из мерени (независимо от частоты измер емой магнитной индукции цикл измерени состоит из двух тактов), что позвол ет за один и тот же промежуто времени провести измерений на 30% больше, чем при использовании извест ных устройств. Формула изобретени Устройство дл измерени переменной магнитной индукции , содержащее последовательно соединенные источник переменного тока, измеритель частот и блок анализа, датчик Холла, катушку , в.поле которой находитс датчик Холла, последовательно соединенные первый переключатель, преобразователь напр жение-код, делительный блок и цифровое отсчетное устройство формирователь опорной частоты, подключенный ко второму входу блока ана лиза, формирователи низкочастотной и высокочастотной составл ющих, подклю ченные к датчику Холла, два синхронных детектора, амплитудный детектор, второй переключатель и блок управлени , подключенный ко второму переключателю , ко вторым входам цифрового отсчетного устройства, преобразовател напр жение-код и делительного блока, выход формировател низкочастотной составл ющей соединен с первым синхронным детектором, выход формировател высокочастотной составл ющей через второй переключатель соединен с вторым синхронным детектором, амплитудный детектор включен между выходом формировател высокочастотной составл ющей и третьим входом второго переключател , отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи , в него дополнительно ввод тс два дешифратора, первый из которых включен между выходом первого синхронного детектора и вторым входом первого переключател , а второй - между выходом второго синхронного детектора и третьим входом перрого переключател , причем выход блока анализа подключен к вторым входам первого и второго дешифраторов,второму входу формировател высокочастотной составл ющей и четвертому входу второго переключател , обмотка катушки соединена с источником переменного тока, блок управлени подсоединен к третьему входу формировател высокочастотной составл ющей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 339884, кл. G 01 R 33/02, 1972. B is the amplitude value of induction; In Dog, - induction of an additional magnetic field. Further operation of the device depends on the frequency of the measured magnetic induction Vl, If c; The measurement process consists of two cycles. During the first cycle, the high-frequency component of the output signal of the Hall sensor B cosiwt Iy, ScosStt is extracted and supplied to the voltage converter-code. The result of encoding N; ,, SK, where K is the conversion coefficient | 1 of the scheme, is rewritten into the separating device. In the second clock, the low frequency component of the output signal of the Hall sensor is encoded and supplied to the encoding. The result of coding 2 dopIM K, after dividing N by Nj, is written to the separating device. the separating device fixes in the form of a static code the number of pulses proportional to the measured magnetic induction Wu and not dependent on the instability of the sensor supply current, the parameters of the Hall sensor and the conversion factor of the circuit, N-il-biluSjs.ltn .. If1 ") 5, the change process consists of three cycles. In the first cycle, the high-frequency component of the output signal of the Hall sensor is proportional to the measured induction of an alternating magnetic field and the induction of an additional magnetic field {Woo, co & w1 + Wdd) IviCo S tS. The coding result is stored in the N () SIbi reversible counter. In the second cycle, only the measured magnetic field B,) t acts on the Hall sensor. The result of the conversion of Nji B, 1 "K, is fed to a reverse counter and is subtracted from the N Me code H1-H, Bc51, K. On the third clock, the Halldark signal from Hall, Sly, Brt, coswtco9Slt, arrives at the amplitude detector. The envelope of this signal is fed to a voltage-code converter. The coding result is H Wu, 51 cK. The result of dividing the N4 code by the N code is proportional to the measured induction of the alternating magnetic field and. Voti The disadvantage of this device is a large measurement time: the measurement cycle is performed in three cycles. The purpose of the invention is to increase the speed of the measurement cycle. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring variable magnetic induction, containing a series-connected AC source, a Hall sensor, a frequency meter and an analysis unit, the coil in the field of which is a Hall sensor, the first switch, the voltage-code converter, a divider unit and a digital reading device, a reference frequency driver, connected to the second input of the analysis unit, low-frequency and high-frequency components, under Connected to a Hall sensor, two synchronous detectors, an amplitude detector, a second switch and a control unit connected to the second switch, to the second inputs of a digital reading device, a voltage converter code and a dividing unit, the output of the low frequency component driver is connected to the first synchronous the detector, the output of the high frequency component generator is connected via a second switch to the second synchronous detector, the amplitude detector is connected between the output of the high frequency generator The second component is connected between the output of the first synchronous detector and the second input of the first switch, and the second between the output of the second synchronous detector and the third input of the first switch, and the output of the analysis unit is connected to the second inputs of the first and second decoders, the second input of the high frequency component generator and the fourth input of the second switch, the coil winding is connected to the source ennogo current control unit is connected to the third input of the high-frequency component. The reduction of the measurement cycle time is due to the fact that the selection of signals proportional to the additional and measured magnetic fields, regardless of the correlation of the frequencies U) and S1, is performed during one measurement cycle. The drawing shows a block diagram of the meter variable magnetic induction. The variable magnetic induction meter contains a Hall sensor 1, an alternating current source 2, a coil 3, shapers 4 and 5 of the low and high frequency components, respectively. synchronous detectors b and 7, switches 8 and 9, amplitude detector 10, decoders 11 and 12, voltage-code converter 13, splitter 14, digital reading device 15, control unit 16, frequency meter 17, driver 18 reference frequency and unit 1 analysis. The meter works as follows. The output signal and-5 (Woo, with cut + -Watch, so551). B Sl COSUitco-iat g Aol of the Hall sensor 1 comes to form 4 or 5 and meter 17 is often used. Further operation of the meter depends on the frequency of the measured magnetic induction Vl, If w 7 L, the analysis unit 19 permits the first measurement cycle to pass the signal through the decoder 12. In this case, the voltage-code passes through the switch to the transducer 13 The current, with% w tcosSlt of the input signal of the Hall sensor 1. It is formed by the former 5 and through the switch enters the synchronous detector 7, where it is converted into a constant voltage. The N code of the output register of the voltage-code converter 13, corresponding to the measured magnetic induction of the variable magnetic field Woo, r, is rewritten into the separating device 14, .K3, where K. is the high-frequency component conversion factor; Kj is the conversion coefficient of the synchronous detector; Kj is the conversion coefficient of the voltage conversion. The second switching cycle to the voltage-code converter 13 through the switch 9 receives a signal from the decoder 11, which receives the resolution from the analysis block 19. In this case, the low-frequency component V. opC, about 2 Sl-t of the output signal of the Hall sensor 1 arrives at the voltage-code converter 13. It is extracted by the driver 4 and converted by a synchronous detector b into a constant voltage. The N code of the output register of the converter 13 voltage-code, corresponding to the induction of an additional magnetic field Vdd, is rewritten into a separating device 14 -, where Cl is the conversion factor of the low-frequency component of the driver; Kg is the conversion coefficient of the synchronous detector. When the control signal of the control unit 16 is received, the dividing device 14 performs the operation of dividing the number N, f by the number N. The result of dividing when has the type of NI, K. 4 The last expression shows that the dividing device 14 fixes in the form of a static code the number of pulses proportional to the measured magnetic field induction B and independent of the instability of the power supply of the Hall sensor, the sensor parameters and the conversion coefficient of the circuit with stable conversion factors of high and low frequency drivers K and Cd. If the induction value of the additional magnetic field B is taken as the unit of measurement, the result of the measurement is proportional to the measured induction of the alternating magnetic fields. If O. O., the analysis unit 19 permits the first measurement cycle to pass the signal of the decoder 12 through switch 9 to the voltage-code converter 13. In this case, the voltage-code transducer 13 receives the component Woo, 51, cos L tcosiwt of the output signal of the Hall sensor 1. It is allocated by the driver 5 and is fed to the amplitude detector 10, whose output is proportional to the measured magnetic field By CQiiuut, through The switch 8 is fed to the synchronous detector 7. This signal is converted into a constant voltage and through the converter 9 is fed to the voltage-code converter 13. The N4 code of the output register of the voltage-to-voltage converter 13, equal to k to k to k N4 -. -1 1.2. S b - and where (, is the conversion factor of the amplitude detector, is rewritten into a separating device 14. In the second measurement cycle, analysis unit 19 permits the passage of the signal from the decoder 12 through switch 9, and the output signal Bd, Co52 output signal is sent to the voltage-code converter 13 Hall sensor 1. It is allocated by shaper 5 and fed through switch 8 to a synchronous detector 7, where it is converted into a constant voltage. The NJ code of the output register of the voltage converter 13 is a code that corresponds to When the control signal is received from control unit 16, device 14 performs the operation of dividing the number N by the number Nj. The result of dividing when has the form From the last expression, you can see that dividing device 14 is dividing records, in the form of a static code, the number of pulses proportional to the measured induction of the alternating magnetic field and does not depend on the instability of the sensor supply current for the sensor parameters and the conversion coefficient K of the amplitude detector 10. Pr The proposed device allows to significantly reduce the measurement cycle time (regardless of the frequency of the measured magnetic induction, the measurement cycle consists of two cycles), which makes it possible to measure 30% more over the same period of time than when using known devices. Apparatus of the Invention A device for measuring a variable magnetic induction comprising a series-connected AC source, a frequency meter and an analysis unit, a Hall sensor, a coil in which there is a Hall sensor connected in series a first switch, a voltage-code converter, a dividing unit and a digital readout device shaper reference frequency, connected to the second input of the analysis unit, shapers low frequency and high frequency components, connected to the sensor an olla, two synchronous detectors, an amplitude detector, a second switch and a control unit connected to the second switch, to the second inputs of a digital reading device, a voltage-code converter and a splitter unit, the output of the low frequency component of the former, is connected to the first synchronous detector, the output of the high frequency generator the component is connected via the second switch to the second synchronous detector, the amplitude detector is connected between the output of the high frequency component driver, and The third input of the second switch, characterized in that, in order to improve speed, two decoders are additionally introduced into it, the first of which is connected between the output of the first synchronous detector and the second input of the first switch, and the second between the output of the second synchronous detector and the third input of the first a switch, wherein the output of the analysis unit is connected to the second inputs of the first and second decoders, the second input of the high frequency component generator and the fourth input of the second switch, Single coil connected to an alternating current source, the control unit is connected to the third input of the high-frequency component. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 339884, cl. G 01 R 33/02, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2710571/21, кл. G 01 R 33/02, 09.01.79.2. USSR author's certificate for application number 2710571/21, cl. G 01 R 33/02, 09.01.79.