Цифровой магнитометр

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения индукции магнитных полей в широком диапазоне. Целью изобретения является повьшение быстродействия и точности измерения. Для достижения поставленной цели в цифровой магнитометр введены цифроаналоговый преобразователь 9, усилитель 10 с управляемой полярностью выходного напряжения, дешифратор 8 нулевого состояния, компаратор 3, блок 5 определения режима счета, генератор 7 счетных импульсов. Кроме того, устройство содержит источник 1 постоянного тока, датчик Холла 2, триггер 4 знака, реверсивйЬй счетчик 6, источник 11 компенсирующего счета, компенсационную катушку 12. Устройство работает по принципу компенсации внешнего поля полем компенсационной катушки 12.. 2 ил. (Q (Л N2 К цифровому индикатору Фиг./

ССМОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECtlYEi JIV.Н

„Л0„„130222

А1 ($1) 4 G 01 R 33/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3848382/24-21 (22) 03,12 ° 84 (46) 07.04.87.. Бюл. № 13 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В.И.Горностаев и Ю.Д.Клименко (53) 621.3 17.44(088.8) (56) Кравченко А.А., Скрипник Ю, А., Таранов С. Г. Высокоточные измерители магнитной индукции. В кн.: Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры. — M. -Л.: Изд-во стандартов, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 828135, кл. G 01 R 33/06, 1979. (54) ЦИФРОВОЙ МАГНИТОМЕТР (57) Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения индукции магнитных полей в широком диапазоне.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения, Для достижения поставленной цели в цифровой магнитометр введены цифроаналоговый преобразователь 9, усилитель 10 с управляемой полярностью выходного напряжения, дешифратор 8 нулевого состояния, компаратор 3, блок 5 определения режима счета, генератор 7 счетных импульсов. Кроме того, устройство содержит источник

1 постоянного тока, датчик Холла 2, триггер 4 знака, реверсивной счетчик

6, источник 11 компенсирующего счета, компенсационную катушку 12. Устройство работает по принципу компенсации внешнего поля полем компенсационной катушки 12. 2 ил.

1 13022

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

Цель изобретения — повьппение быстродействия и точности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового магнитометра на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов на выходах соответствующих блоков.

Магнитометр содержит источник 1 постоянного тока, соединенный с токовыми электродами датчика Холла 2, который последовательно соединен с компаратором 3, триггером 4 знака, блоком 5 определения режима счета, реверсивным счетчиком 6, счетный вход которого соединен с генератором

7 счетных импульсов, а выходы соеди нены с входами дешифратора 8 нулевого состояния, выход которого соединен с управляющим входом триггера 4 знака и вторым входом блока 5 режима счета, третий вход которого соединен с выходом компаратора, выходом магнитометра и входом цифроаналогового преобразователя 9, последовательно сое.диненного с усилителем 10 с управляемой полярностью выходного напряжения, вход управления полярностью 30 котороге соединен с выходом триггера знака, источником 11 компенсирующего тока и компенсационной катушкой 12.

Импульсы с генератора 7 счетных импульсов изменяют код счетчика 6 в сторону отработки рассогласования индукций В и В„. Код реверсивного счетчика 6 подается на дешифратор 8 нулевого состояния и цифроаналоговый преобразователь 9. Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 9 имеет величину, пропорциональную коду счетчика 6, и постоянную полярность, определяемую полярностью опорного налряжения. Для компенсации как положительного, так и. отрицательного полей В» необходимо менять направление компенсирующего тока, что и обеспечивает усилитель 10 с управляемой полярностью выходного напряжения. Он либо пропускает выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 на источник 11 компенсирующего тока без изменений, либо инвертирует его что зависит от состояния триггера 4 знака внешней индукции. Нагрузкой источника 11 компенсирующего тока является компенсационная катушка 12.

Таким образом, реверсивный счетчик

6 постоянно отслеживает изменение индукции В„ . Цифровой код, соответствующий измеренному значению индукции В„, со счетчика 6 подается на выход устройства.

В=В„+В„.

Устройство работает на принципе компенсации внешнего поля В„ полем

В компенсационной катушки 12. Токовые электроды датчика Холла 2 подключены к источнику 1 постоянного тока, а холловские - к входу компара- 6 тора 3. Полярность выходного напряжения датчика Холла 2 определяется направлением результирующей магнитной индукции

В случае полной компенсации магнитных полей В„и В„(т.е., при В„

= В„) вектор В "- О, при наличии рас- SO согласования В„и В;, вектор В Ф О.

На выходе компаратора 3 появляется логическая " 1", если сигнал датчика

Холла положителен, и логический "О". если отрицателен. Блок 5 определения режима счета вырабатывает сигнал управления режимом реверсивного счетчика 6 в зависимости от подаваемых на него сигналов компаратора 3, тригге23 2 ра 4 знака и дешифратора 8 нулевого состояния.

Блок 8 — дешифратор нулевого состояния реверсивного счетчика предназначен для выдачи сигнала в момент равенства "Лог. 0" всех разря— дов счетчика. По этому сигналу производится запись сигнала компаратора

3 в триггер 4 знака и счетчик 6 переводится в режим суммирования (если в момент нулевого состояния счетчика пройдет сигнал на вычитание, то все разряды реверсивного счетчика перейдут в состояние "Лог. 1", что недопустимо).

Сигнал знакового триггера 4 определяется при.переходе счетчика через нулевое состояние. В этот момент компенсирующая индукция В равна нулю, и на датчик Холла действует только измеряемое поле В» . При этом сигнал компаратора З.однозначно характеризует направление вектора В,у и запоминается в знаковом триггере

4 по сигналу с дешифратора 8 нулево,го состояния.

Формула

3 1З изобретения

Цифровой магнитометр, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, датчик Холла, помещенный в поле компенсационной катушки, соединенной с источником компенсационного тока, а также триггер знака и реверсивный счетчик,о т л и — . ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и усилитель с управляемой полярностью выходного напряжения, а также дешифратор нулевого состояния, последовательно соединенные компаратор и блок определения. режима счета, генератор счетных им02223 4 пульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом блока определения режима счета, второй вход которого соединен с первым входом триггера знака и выходом дешифратора, третий вход соединен с выходом триггера знака и . управляемым входом усилителя управ1l. ляемой полярности выходного напряжения, выход которого соединен с входом источника компенсирующего тока, .второй вход триггера знака подключен к выходу компаратора, вход которого

15 соединен с выходом датчика Холла, а входы дешифратора и цифроаналогового преобразователя соединены с выходом реверсивного счетчика и выходом устройства.

1302223

5 (i<5 триггер анака) Редактор Н,Тупица

Заказ 1214/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 3

Q9 ау 1

5"

Составитель О.Раевская

Техред Л. Сердюкова Корректор А.Ильин

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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