Цифровой измеритель магнитной индукции

 

Изобретение относится к магнитным измерениям. Цифровой измеритель содержит датчик 1 Холла, переключатель 2, источник 3 питания, синхронный детектор 4, преобразователь 5, реверсивный счетчик 6 и блок 7 регистрации . Введение блока 8 управления , включающего генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11, триггеры 12 и 13 и элементы И 14 и 15, повьппает точность измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1390584 А 1 (51) 4 С 01 R 33/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А STOPCNOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Изобретение относится к магнитным измерениям. Цифровой измеритель содержит датчик 1 Холла, переключатель 2, источник 3 питания, синхронный детектор 4, преобразователь 5, реверсивный счетчик 6 и блок 7 регистрации. Введение блока 8 управления, включающего генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11, триггеры 12 и 13 и элементы И 14 и 15» повышает точность измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (21) 4091207/24-21 (22) 07.07;86 (46) 23,04.88. Бюп. И» 15 (72) И.П.Смирнов, А.Н.Фойда, О.Т.Чигирин и Ю.Т.Чигирин (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1075203, кл..С 01 R 33/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР !! 367794, кл. G 01 R 33/00, .1970. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ

ИНДУКЦИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1390584 ((Осин-те н ис к яс яется магнитных измерений и мо:сот найти применение при спздангги точной аппаратуры для измерения индукции постоянного маг5 нитного поля. ((ель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.! представлена функциональная структурная с-хема измерителя; на фиг.2 — временные диаграммы его работы, Цифрс ной измеритель магнитной индукции содержит датчик Холла 1, токовый и сигнальный ньгходы которого сое- 15 динены через переключатель 2 соответственно с выходом источника 3 питания и вхпдогч синхронного детектора 4, управляю.ций вход которого соединен с выходом источника 3 питания, а выход через преобразователь 5 напряжение число импульсов — со счетным входом реверсивного счетчика 6, выход которого соединен с входом блока 7 регистрации, Выходы синхронного детектора 4 25 и реверсивного счетчика 6 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 управления. Выходы последнего с иго рного по пятый соединены соответственно с управляющими входами Зр переключателя 2, преобрàзователя 5, входами направления счета и сброса счетчика 6 и управляющим входом блока

7 ре гистрагпггг, Блок S управления содержит генератор 9 тактогых импульсов, выход ко35 торого соединен через счетчик 1О импульсон с входом дешифратора 11, первый, второй, третий и четвертый выходы которого являются соответственно первым, вторым, четвертым и пятым выходами блока 8, Причем трети . выход соединен с входами сброса первого 12 и второго 13 триггеров, а пятый и

45 шестой — с первыми входами соответственно первого 14 и второго 15 элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом блока 8 управлешгя, а выходы — соответственно с входом установки триггера 12 и счетным нхс дом триггера 13. Первый вход второго элемента И 15 соединен с первым входом третьего элемента И 16, второй вход которого соединен с вторым входп., блока 8 управления, а выход — с входом установки триггера 13, выход

«пторогп соединен с третьим выходом п.-..ока Б. Выход первого триггера соединс.н " тр:-тьим входом элемента И 16.

Устройство работает следующим образом.

По тактовым импульсам генератора

9 дешифратор 11 преобразует мешающийся на выходе код счетчика в последовательности управляющих импульсов, временные диаграммы которых на выходах дешифратора с первого по шестой представлены соответственно эпюрами (фиг. 2 „Ь, л, е, е, a, y, и) .

Работа устройства происходит в два такта измерения. Сигналом начальной установки, поступающим с четвертого выхода блока 8 управления в нулевое состояние, устанавливается реверсивный счетчик 6, в нулевое состояние устанавливаются триггеры 12 и 13. С третьего выхода блока 8 управления на вход направления счета реверсивного счетчика 6 поступает такой управляющий сигнал, по которому последний работает на сложение.

Выходной сигнал датчика Холла 1

U =f tlz+U „ поступает через переключатель 2 и синхронный детектор 4 на преобразователь 5 напряжение — число импульсов ° Результат преобразования в виде импульсов поступает на реверсивный счетчик 6, считающий в прямом направлении.

1(нз ( где k — коэффициент преобразования преобразователя напряжение— число импульсов;

U» — напряжение неэквипотенциальности;

1 — ЭДС Холлла

В конце первого такта блок 8 управления сигналом, поступающим с первого выхода, коммутирует переключатель 2 ° Во второй такт измерения выходной сигнал датчика Холла 1 т

= (1.„-U „ (. Это напряжение через синхронный детектор 4 поступает на преобразователь 5 напряжение — число импульсов, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 6.

В зависимости от условия (1 „ !) (П на(или (1„ (с !1(к,! производится суммирование или вычитание результатов кодирования двух тактов. Информация о виде операции во втором такте выделяется с помощью синхронного детектора 4 и блока 8 управления, который в зависимости от полярности выходных сигналов детектора 4 в оба такта измерения во втором такте фор13ЧО58 миpvpT соответствующий сигнал на третьем выходе блока 8 так, что когда „(э (U „,I в реверсивном счетчике

6 производится суммирование результатов кодирования двух тактов, при

l! „ с IU„,I производится их вычитание.

Пусть направление магнитной индукции В будет положительным +В, а

I1 „ »U„,t, тогда выходные сигналы

10 датчика Холла 1 U, -=(1„+U ), =(1 „-U э) . Во втором такте выходной сигнал детектора 4 имеет положительную полярность, и является запрещаю15 щим для элемента И 15. Поэтому выходной сигнал на третьем выходе блока 8 управления сохраняется и реверсивный счетчик 6 во втором такте работает на сложение. В результате во втором

20 такте последний зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла

1 ((1+N =kl !. x+Ug) I+k 11 x U» I ((1" (+

+kl "нэ +k I 1„(-k (1(нэ! =2k ll„ I =2kl„°

Пусть направление магнитной индукции положительное +В, à I l x l (I U» I, тогда выходные сигналы датчика Холла

) э Ц7 (1 ((н э) ° 8< втором х рэ такте вйходной сигнал является разрешающим для элемента И 15. Так как на его второй вход поступает разрешающий потенциал с триггера 12, элемент

И 15 срабатывает и выдает. сигнал на счетный, вход триггера 13, выходной сигнал на третьем. выходе блока 8 меня-35 ется и во втором такте реверсивный счетчик 6 работает на вычитание.

И =И -N =k I 1 x+U„q l !<(l„ц (=!с! 1 I+

+kI и„,(-k IU„, I+k ll„ I 2 I 1„(=2kl „°

Если направление магнитной индук- 40 ции,В отрицательное -В, а (1 „()(Б „ (, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 U,=(-1 х+Брэ), U =(-1 „-U рэ) и во втором так;ке,реверсивный счетчик 6 зафиксирует число импульсов; пропор- 45 циональное ЭДС Холла 1 „.

N>=k I1x U» (+k ll x+U ý (=k (lx(1 (1(чэ(+

+kI 1х I+k IUsý C 21 (1х I =2klx °

Пусть направление магнитной индукции В отрицательное, -В, а Il„ (50 (IU р,(, тогда выходные сигналы датчика Холла 1 U,=(-1„+U „,(, U =(-1„-U рэ ). Во втором такте выходной сигнал детектора 4 отрицательной полярности является разрешающим для эле- 55 мента И 15. Так как íà его второй вход поступает разрешающий потенциал с триггера 12, он срабатывает и выдает сигнал на счетный вход триггера 13.

Таким образом, в начале второго такта выходной сигнал на третьем выходе блока 8 управления меняется. Поэтому во втором такте реверсивный счетчик работает на вычитание. Когда число в реверсивном счетчике 6 во втором такте станет равным нулю, срабатывает элемент И 16, который формирует управляющий сигнал на второй установочный вход триггера 13, который устанавливает его в первоначальное состояние. Таким образом, во втором такте второй раз изменяется направление счета в реверсивном счетчике 6, т.е. последний снова работает на сложение.

В результате после второго такта реверсивный счетчик 6 зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Хол-! х

N>=k!1>+Uuxl ((1х+((йэ(1х 1х

=1 (цнэ lx (+2k I lx(=N +Nq °

N<+Nx=k lU 1х к(1(нэ l„ I

+2kl 1x =2k(lx(=2klx °

Результат измерения после преобразования выходного кода реверсивного счетчика 6 в двоично-десятичном дешифраторе 11 считывается цифровым отсчетным устройством 7.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла, токовый и сигнальный выходы которого соединены через переключатель соответственно с выходом источника питания и входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с выходом источника питания, ревер-. сивный счетчик, блок регистрации и преобразователь напряжение — число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчиКа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок управления, первый вход которого соединен с выходом синхронного детектора и входом преобразователя напряжение — число импульсов, второй — с выходом реверсивного счетчика, первый выход блока управления соединен с управляющим входом переключателя, второй — с управляющим входом преобразователя напряжение — число импульсов, третий — с входом направления счета реверсивного счетчика, вход сброса которого соединен

1390584 с четвертым выходом блока управления пятый выход которого соединен с управляющим входом блока регистрации.

2. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, ч,о, блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен через счетчик импульсов с входом дешифратора, первый и второй выходы ко торого соединены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, третий — с четвертым выходом блока управления и входами сброса первого и второго триггеров, четвертый — с пятым выходом блока управления, пятый и шестой — соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом блока управления, а выходы — соответственно с входом установки первого триггера и счетным входом второго триггера, причем первый вход второго элемента

И соединен с первым входом третьего . элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом блока управления, а выход — с входом установки второго триггера, выход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход первого триггера соединен с третьим входом второго элемента И, 13 90584

О

Составитель А.Сазонов

Редактор Н.Рогулич Техред М.Ходанич Корректор B.Ãèðíÿê

Заказ 1764/45 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4