Цифровой измеритель магнитной индукции

 

" ",Л ° с

Ф

1 : у, Ф

Ф . А. Н. Фойда, О. Т. Чигирин и Ю Т-.Чигирин (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ. МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Изобретение относится к магнитным юмере-. ниям и может быть использовано для прецизионного измерения B широком диапазоне индукции постоянных магнитных полей.

Известен измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла, источник перемен- 5 ного тока, дополнительную катушку, источник постоянного .тока, преобразователь напряжениекод, реверсивнфй счетчик, делитель, блок управления, цифровой отсчетный блок (1) .

Недостатком данного измерителя является нюкая точность.

Известен цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий переключатель, первым входом соединенный с выходом датчика Холла, вторым входом — с выходом блока питания и первым входом фазочувствительного элемента, а третьим входом - с управляющим входом преобразователя напряжение — число импульсов, с первым входом реверсивного

20 счетчика и первым выходом элемента фиксации момента окончания кодирования, вторым выходом через анализатор уровня соединенного c первым выходом реверсивного счетчика, 2 вторым входом подключенного к вхощозпемента фиксации момента окончания кодирования, и с входом цифрового отсчетного блока, выход переключателя соединен с входом преобразователя йапряжение — число импульсов и с вторым входом фазочувствительного элемента, выход которого подключен к. первому входу блока управления операциями, вторым входом соединенного с выходом анализатора уровня, а выходом — с вторым входом реверсивного счетчика (2).

Недостатком данного юмерителя является низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеригель магнитной индукции, содержащий переключатель, первым входам соединенный с выходом датчика Холла, вторым входом — c выходом блока питании и первым входом фазочувствительного элемента, !3 "третьим входом — с управляющим входом преобразователя . напряжение — число импульсов, с первым входом реверсивного счетчика и первым входом элемента фиксации момента

3 10049 окончания кодирования, вторым выходом, через анализатор уровня соединенного с нер,1 вым выходом реверсивного счетчика, вторым входом подключенного к входу элемента фиксации момента фиксации момента окончания кодирования, и с входом цифрового отсчетноного блока,. выход переключателя соединен с входом преобразователя напряжение — число импульсов и с вторым входом фазочувствительного элемента, выход которого подклю- IO чен к первому входу блока управления операциями, вторым входом соединенного с выходом анализатора уровня, а выходом— с вторым входом реверсивного счетппса, введены блок анализа, четыре элемента И, тэ элемент ИЛИ и два триггера, причем вход блока анализа подключен к первому выходу реверсивного счетчика, а выход — к первым входам -первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с третьим и З1 четвертым выходами элемента фиксации момента окончания кодирования, пятый выход которого подключен к первым входам триггеров, а шестой н седьмой выходы соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходами подключенных к входам элемента ИЛИ, к. выходу которого подключен третий вход реверсивного счетчика, выходы первого и второго элементов И соединены с вторыми входами первого и второго триггеров, выходами подключенных соответственно к второму входу четвертого элемента И и к четвертому входу реверсивного счетчика, выход преобразователя напряжение — число импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и с третьим входом четвертого элемента И.

На чертеже представлена схема цифрового измерителя магнитной индукции.

Цифровой измеритель магнитной индукции состоит из датчика 1 Холла, переключателя 2, блока 3 питания, преобразователя 4 напряжение — число импульсов, реверсивного счетчика

5, фазочувствительного элемента 6, блока 7 управления операциями; цифрового отсчетного ® блока 8, элемента 9 фиксации момента окончания кодирования, блока 10 анализа, элементов

11 — 14 И, элемента 15 ИЛИ, двух триггеров

16 и 17 и анализатора 18 уровня.

Устройство работает в три такта.

В первые два такта происходит анализ результатов измерения каждого иэ тактов.

В третий такт происходит алгебраическое сложение результатов измерения второго и третьего тактов, если (1х — 0 „э) )) 0

М где 1Х вЂ” ЗДС Холла;

0 — напряжение неэквипотенциальности датчика Холла,.

27 4 и исключение из суммарного результата значе.ния (1> — 0 э) при l U<>.

Пусть в первый такт измерения выходной сигнал .датчика .1 Холла равен (0

1я — 0, а). Этот сигнал через переключатель

2 поступает на преобразователь 4 йапряжение- число импульсов. Результат преобразования в виде импульсов поступает через элемент 13 И и элемент 15 ИЛИ на реверсивный счетчик 5.

Результат преобразования запоминается в реверсивном счетчике 5 Мч= К (1 — U ), где

К вЂ” коэффициент преобразования преобразователя напряжение — число импульсов. Если й. ие превышает определенного значения, срабатывает блок 10 анализа. Управляющий сигнал блока 10 анализа через элемент 11 И поступает на единичный вход первого триггера 16.

В конце первого такта измерения элемент

9 фиксации момента окончания кодирования

% коммугирует переключатель 2. Во второй такт измерения выходной сигнал датчика 1 Холла равен (0 = 1х + О в) . Это напряжение поступает на преобразователь 4 напряжениечисло импульсов, откуда в виде последовательности импульсов через элемент 12 И поступает на реверсивный счетчик 5. В конце. второго такта измерения происходит коммутация пере ключателя 2. В третий такт измерения на реверсивный счетчик 5 не поступают импульсы с преобразователя 4 напряжение-число импульсов через элемент 13 И, так как на третий его вход подается запрещающий потенциал с триггера 16. Если же сигнал датчика 1 Холла в первый такт измерения превышает определенный уровень, то блок 10 анализа не срабатывает.

Поэтому в третий такт измерения производится алгебраическое суммирование результатов измерения двух (второго и третьего) тактов в реверсивном счетчике 5.

Ийформация о виде операции в третьем такте выделяется с помощью фазочувствительнпж элемента 6. Блок 7 управления операциями, в зависимости от состояния фазочувствитепьного элемента 6 в фетьем такте, выдает определенный командный сигнал на реверсивный счетчик 5. Когда 1„> U>> в реверсивном счетчике 5 производится суммирование результатов измерения, при 1х (0н производится их вычитание. При 1> ) 0н результат измерения будт

К (1 „-О») + К (1х+ ив) 2 К 1х.

При 1х(U результат измерения будет

К (0нз+1х) К(0яц-1„) - 2К 1х

Если в первый такт измерения выходной сигнал датчика 1 Холла равен (1„+ Uä ), то блок 10 анализа ие сработает. Во второй такт измерения, когда выходной сигнал датчика 1

Холла 1я — 0ив, ие превышает определенный уровень; срабатывает блок 10 анализа, и выда5 100492 ет управляющий сигнал, поступающий через элемент 14 И на единичный вход триггера 17.

При поступлении сигнала триггер 17 выдает сигнал, устанавливающий реверсивный счетчик

5 в нулевое положение. В третий такт изме- % рения через элемент 13 И на реверсивный счетчик 5- поступает число импульсов„пропорЦИОНаЛЬ"ОЕ РХ+ ОНВ)г- таК КаК 1Х ОДНОЕ то

Ng= ++ Ng- 0+ К (1„+Ц, )=К(1х+О„1

Если же сигнал датчика 1 Холла во вто-. рой такт измерения (1х — U ) превышает определенный уровень, то блок 10 анализа не срабатывает и не выдает управляющий сигнал на триггер 17.

Ввиду этого в. реверсивном счетчике 5 производится -суммирование или вычитание результатов измерения двух тактов.

При 1> > U a производится суммирование результатов измерения и поэтому работа измерителя ничем.не отличается от ранее описанной работы. При 1х(U>a уровень выходного сигнала датчика 1 Холла в третий такт будет больше, чем во второй такт.

Анализатор 18 уровня выдает управляющий сигнал на блок 7 управления операциями, когда число в реверсивном счетчике 5 при вычитании результатов измерения двух тактов станет равным нулю. При этом блок 7 управления операциями изменяет направление

30 счета в реверсивном счетчике 5. В результате

/ реверсивный счетчик 5 зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла

" =к("нз ек)=(гке-ек+еек) к=

=к(и -е„1+еке„=ки, +ки",, N)-=tv„-ìг=к(о„; „)-K(vÄ,-е„1+гке„=

Применение новых элементов: блока анализа, триттеров и элементов И, ИЛИ выгодно отличает предлагаемый цифровой измеритель магнитной иищгкции от известных, так как позволяет повыаеть точность результатов изме- <э рения на границе изменения направления магнитного поля в связи с тем, что независимо

b1 направления магнитного поля из результата измерения исключается напряжение неэквинотенциальности. 50

Формула изобретения

Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий переключатель, первым входом сое-

7 6 диненный с выходом . датчика Холла, вторым

1 входом — с выходом блока питания и первым входом фазочувствительного элемента, а тре-. тьим входом — с управляюТцим входом преобразователя напряжение — число импульсов, с первым входом реверсивного счетчика и первым выходом элемента фиксации момента окончания кодирования, вторым выходом через анализатор уровня соединенного с первым выходом реверсивного счетчика, вторым входом подключенного к входу элемента фиксации момента окончания .кодирования, и с входом цифрового отсчетного блока, выход переклю. чателя соединей с входом преобразователя напряжение — число импульсов и с вторым входом фазочувствительного элемента, выход «оторого подключен к первому входу блока управления операциями. вторым входом соединенного с выходом анализатора уровня, а выходом — с вторым входом реверсивного счетчика, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок анализа, четыре элемента И, элемент ИЛИ и два триггера, причем вход . блока анализа подключен к первому выходу реверсивного счетчика, a выход — к первым входам nepaoro и второго элементов И, вторые входы которых соединены с третьим и четвертым выходами элемента фиксации момента окончания кодирования, пятый выход которого подключен к первым входам триггеров, а шестой и седьмой выходы соединены cootветственно с первыми входами третьего и «etвертого элементов И, выходами подключенных к входам элемента ИЛИ, к выходу которого подключен третий вход реверсивного счетчиКа, выходы первого. и второго элементов И соединены с вторыми входами первого и второго триггеров, выходами подключенных соответственно к второму. входу четвертого элемента И к четвертому входу реверсивного счетчика, выход преобразователя нацряжение— число импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И и с третьим входом четвертого элемента И.

Источники инфо рмацин, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР его 347704, кл. G 01 и 33/06, 25.11.71.

2. Авторское свидетельство СССР 1ее 367794, кл. 6 01 и 33/06, 18.05.70.

1004927

Составитель T. Краснова

Техред Ж.Кастелевич

К,рр„, рГ. Ор

Редактор Н. Воловик

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 е

Заказ 1877/58 Тираж 708

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5