Цифровой измеритель постоянной магнитной индукции
Изоб)етение относится к области кагнятных измерений и может быть использовано р/тя прецизионного измерения в широком диапазоне индукции постоянннмх: магнитных полей изменяющих в процессе измерения свое иаправление . Изобретение позволяет сократить время измерений, Иредложенньй измеритель содержит датчик 1 Холла, переключатель 2, источник 3 питания, преобразователь 4 напряжение - число импульсов, фазочувствительный элемент 5, блок 6 управления, элемент И 7, реверсивньй счетчик 8, блок регистрацзп 9, счетчик 10 liwnynbcOB. Блок управления 6 содержит генератор 11 тактовых импульсов, дополыительсчетчик 12 импульсов, дешифратор 13, элементы 14, 15, 20 и 21 совпадений, триггеры 16, 18 и 19 и 22j элемент ЮТИ 17, инвертор 23. Работа цифрового измерителя постоянной магнитной ИНДУК1ДИИ поясняется времен- }1ь:ми диаграммами приведенными в описании изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ;в
СС ОВ СОВЕТС1 1ИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН
„„ЯЦ,;» L437814 щ 4 G О1 R 33/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ i4305PE7FHNH,, " :
Н AВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4051063/24-21 ,(22) 07.04.86 (46) 15. 11.8Р. Бюл. 11 - - 12 (72) И.11. Смирнов, А. Н. Фойда, О,Т, "IzI ГГри11 11 !Г1, T. Г1иг11рГН1 (53) 621. 317 . .-,14 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 3 -17704, кл. С 01 R 33/06, 1971.
Авторское св1Гдетельство СССР
М 1004927, кл. С О1 R 33/06, 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗГГЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННОЙ
МАГНИТНОЙ И11ДУЕ11ЯИ (57) Иэоб1>етение относится к области магнитных измеген. и и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне ин1дукции постояннных маГ нитных полей, 11эме!1яю— щих В процессе 1!змеренкя сВ0р !1аГ;UQB ление. Изобретение позволяет сократить время измерений. Иредложенньп» измеритель содержит датчик Холла, переключатель 2, источник 3 питания, преобразователь 4 напряжение — чисlIo импульсов, фазочувствительный элемент 5, блок 6 управления, элемент
И 7, реверсивный счетчик 8, блок регистрации 9„ счетчик 10 импульсов.
Ьлок управления 6 содержит генератор
11 тактовых импульсов, дополнительный счетчик 12 импульсов, дешифратор 13, элементы 14, 15, 20 и 21 совпадений, триггеры 16, 18 и 19 и
22, элемент ИЛИ 17, инвертор 23. Работа цифрового измерителя постоянной магнитной индукции поясняется времен- З
»I::ми д;Гаграммами приведенными в опирррии и обретррия. 1 9,п. ф-лы, 2 ил.
1437814
Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции пос- 5 тоянных магнитных полей, изменяющих в процессе измерения свое направление.
Цель изобретения — сокращение времени измерений. 1О
На фиг. представлена функциональная структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.
Цифровой измеритель постоянной 15 магнитной индукции содержит датчик
1 Холла, вход н выход которого через переключатель 2 соединены с выходом источника 3 питания и входом преобразователя 4 напряжение — число импуль-20 сов, фазочувствительный элемент 5, первый вход которого соединен с выходом переключателя 2. второй — с выходом источника 3, а выход — с гервым входом блока 6 управления, пер- 25 вый выход которого соединен с управляющим входом переключателя 2, второй — с управляющим входом преобразователя 4. Выход преобразователя 4 соединен с первым входом элемента И 7, 30 второй вход которого соединен с третьим выходом блока 6, четвертый и пятый выходы которого соединены с входом сброса и управляющим входом ре" версивного счетчика 8, выход которого соединен с входом блока 9 регистрации и вторым входом блока 6 управления. Вход счетчика 10 импульсов соединен с выход,ом преобразователя 4, вход сброса — с шестым выходом блока
6 управления, а выход - с третьим входом блока 6 управления, седьмой н восьмсй выходы которого соединены с управляющим входом блока 9 регистрации и входом установки реверсивного счетчика 8, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 7.
Блок управления 6 содержит генератор 11 тактовых импульсов, выход; которого через дополнительный счетчик 12 импульсов соединен с входом дешифратора 13, первый, второй и третий выходы которого соединены с первым, вторым и седьмым выходами бло" ка 6 управления., четвертый — c первы" ки входами первого 14 и второго 15 элементов совпадения., пятый — с первым входом первого триггера 16 и четвертым выходом блока 6 управления, шестой — с первыми входами элемента
ИЛИ 17 и второго 18 и третьего 19 триггеров и шестым выходом блока 6 управления, седьмой — с первыми входами третьего 20 и четвертого 21 элементов совпадения. Выходы элементов
20 и 21 соединены с вторым входом элемента ИЛ". !7 и первым входом четвертого триггера 22, второй вход ко-.oðoãî соединен с выходом элемента
ИЛИ 17, а выход — с пятым выходом блока 6 управления. Вторые входы второго 18 и третьего 19 триггеров соединены с выходами перво -о 14 и второго 15 элементов совпадения, а вы,ходы — с "..-то;;ым и уре:ьнм входами элемента 21 совпадения, четвертый вход которого соединен с выходом ин вертора 23. Вход инвертора 23 соединен с втОрым входом элемена 4 сов падения и первым входом блока 6 управления, второй вход ко "opera соеди;нен с вторым входом элемента 20 сов падения,. а третий — с вторым входом элемента 15 совпадения, вторьг входом триггера 16 и первым входом пятого
=лемента 24 совпадения, второй эход которого соединен с выходом триггера 16 и третьим выходом блока 9 управления, а выход — с восьмым выходом блока 6 управления.
Устройство работает следующим образом.
По сигналу блоха 6 управления блоки 8, 10 и 16, имеющие цифровую память, устанавливаются в исходное состояние.
Работа устройства происходит в два такта. В первый такт измерения выходной сигнал датчика 1 Холла
1> -U.н> поступает через переключатель 2 и преобразователь 4 напряжение — число импульсов. Результат преобразования в виде импульсов гоступаeò на элемент И 7 и счетчик 10
Ы,= К(1„ U„,) где К вЂ” коэффициент преобразования преобразователя 4 напряжение— число импульсов.
Работа элемента И 7 и реверсивного счетчика 8 зависит от соотношения абсолютных значений полезного сигнала (ЗДС Холла 1 ) и помехи (напряжения
HeÝÊÂÈÏ0ÒeHÖÈÉËÜHÎÑÒÈ U ).
Пусть 1„ 0 ц,. В этом случае напряжение датчика 1 Холл"; 0,,= (1 „-U „g.
1437 не превышает определенного значения.
Поэтому через элемент И»а реверсивный счетчик 8 с преобразователя 4 в первый такт измерения счетные им5 пульсы не проходят, поскольку на второй вход элемента И 7 поступает запрещающий потенциал с триггера 16, который находится в нулевом состоянии по сигналу блока б управления.
Кроме того. при такой величине выходного сигнала датчика 1 Холла на выходе счетчика 10 отсутствует выходной импульс, изменяющий состояние триггера 16. 15
Таким образом, после первого такта измерения в реверсивной счетчике 5 имеется число N = 0.
В конце первого такта блок 6 управления коьмутирует переключатель 2. 20
Во второй такт измерения выходной сигнал датчика 1 Холла U = 1„+ U, В реверсивном счетчике 8 результаты измерения двух тактов суммируются.
CHrHал на шину суммирования реверсив- 25 ного счетчика 8 поступает с блока 6
814
Кроме того, срабатывает элемент И 24 совпаде»»я, вьдавая сигнал, который поступает На счетный вход . -го разряда реверсивного счетчика 8. По этому сигналу в реверсивном счетчике
8 записывается число, равное числу импульсов, поступивших на счетчик 10.
В конце первого такта измерения в реверсивном счетчике 8 находится число И.= К(1„+ UH9).
В конце первого такта измерения блок 6 управления коммутирует переключатель 2. Во второй такт измерения выходной сигнал датчика 1 Холла — 1„- U „,. Этот сигнал не превышает определенного уровня и поэтому через элемент И 7 на реверсивный счетчик 8 во втором такте с преобразователя 4 счетные импульсы не проходят, поскольку на второй вход элемента И 7 поступает запрещающий потенциал с триггера 16, который находится в нулевом состоянии по сигналу блока 6 управления.
Таким образом, в конце. второго такта измерения в реверсивном счетчике 8 находится результат измерения первого такта
45 управления.
Выходной сигнал датчика 1 Холла во второй такт измерения U - =1, + U» превышает определенный уровень. Поэтому на выходе счетчика 10 появляется импульс переноса, который устанавливает триггер 16 в единичное состояние, что приводит к появлению на втором входе элемента И 7 разрешаю35 щего потенциала, Кроме того, срабатывает схема И 12, выдавая сигнал, ко-орый поступает на счетный вход разряда реверсивно-.î счетчика 8. По этому сигналу B реверсивном счетчике
8 записывается число, равное числу импульсов, поступивших на счетчик,0.
В конце второго такта измерения в реверсивном счетчике 8 находится результа::измерения второго такта
М.= М + И,= 0 + (1„.+ U„>)
0 + (1„+ 1„) = 2Klx
Пуст 1„" UH,, a U.„= 1 „+ J „> . Выходной сигнал датчика 1 Холла в первый такт измерения превышает определенный уровень. Поэтому на выходе счетчика 10 появляется импульс реноса, который устанавливае . триг" гер 16 в единичное состояние, »то приводит к появлению на втором входе элемента И 7 разрешающего потенциала. з
= (1,.+ 1,,)К + 0 = 2К1„.
Пусть 1д- Пн, 1 О. В этом случае полезный сигнал (ЭДС Холла 1 ) и rmмеха (напряжение Hpýêâèïîòåíöèàëüíoñти U„,) отличаются на значительную величину.
При таком условии во втором такте в реверсивном счетчике 8 в зависимости от того, что больше по абсолютному значению: полезный, сигнал 1,„ или по» меха 0„, производится суммирование или вычитание результатов измерения двух тактов. Информация о виде операции во втором такте выделяется с помощью фазочувствительного элемента 5.
Блок 6 управлечия в зависимости от состояния фазочувствительного элемента выдает во втором такте командный сигнал на реверсивный счетчик 8.
Когда 1„ » U», в реверсивном счетчике 8 результаты измерения суммируются, при 1 y CU „. они вычитаются.
Пусть U = 1„- UH, U = 1к+ Пнэ.
Выходной сигнал датчика Холла 1 в первый такт измерения превышает опре
) 1 (/<Ч "/
< 4 деленньп) уровень. Поэ i Ом/ }i-, вьг:;(><-:( счетчика "0 появляетс -". Импульс. 1 3pc-носа, который устанавливая триггер
16 в единичное состояние, что 1}ри>п:дит Ic появлеl<ию ня Втo>iaм вход(1 з <(в" мента И 7 разре)па(ощего поте I!;)(a};я, Кроме того, срабатьи}ает элемент j 7<), Выдавая сигнал„который поступает на c÷å ò}16)é Вход J.-го разряда ревер-" сивного счетчика 8, Tla этому сигналу в реверсивный (»е7
В конце 11ервого измерения блок 6 управления коммутирует и pBKJI}0Hатель
2. Во втором такте из (ерения выходной сигнал датчика 1 Холла П,= 1,+ 0 „,, Во втором такте измерения при 1.„ »},<„ производится суммирование резуль RTOB измерения двух тактов., а пр:. 1, < 6 „3 их вычитание.
Во втором такте вь(ходной Г.игifaJI датчика 1 Холла превь}шяет определенный уровень. Поэто; q 30(выходе с i(. тчика 10 появляется импул(-с перенося который устанавлив-låT триггер <6 и единичное состояние, что приводиг к появлешпо на втором входе элеменra
И 7 разрешаю)цего: †.отенци7JIa, Кроме того, срабатывает элемент П 2-1, .Вы-даВяя сигнал . которь)й поступает иа счетный вход 1-го рязряд7 pреверсив-. ного счетчи1<г 8, По эт;.!у сиг-.-.",:у в
ppBppcB}3H6)Ef счетчик 8 зяиi PBBE1OB "lHCJi > HH>l> JIl:.. "0H - TJ< >C:. " тупивших на счетчик ";О. П 0 э т О му 13 K 0 }1}T B T 0 p o (0 т <1 1< T <1 мерен)}я при 1. «П..<, регеpcj в 6}f, cчет чик 8 зафиксирует и. П(> 1(>.".-:.,у()ьссв. пропорциональное ЗДС Хо/ 8 СтаНЕт раВНЫМ If(;j;:0> -Вмд =ETC>f улряji-ля}0ши)1 сигнал на блок 6 управления При этом блок 6 управления из :е):>;=r на}7равление (че я >и реве<>< ивпо,, сч(- гчике 8 р p(3 g) ) ".(L,— }, ) + 2}. ), =- 2Е1 „ о Омуля зов-><-.":е::и(я Ц и ф } > a;в a:й", < э }.f е р,; 7- е (> ь i ": (г 0 я 1 i ) a )"I ) <Я! I(FIT}30É ИНДУКЦHT(СОД(РЗ(ДЦИЙ Дат .(Ик Холла. Вход ll выход KQTopaãо череэ перек>!}0чятсль саед f)!e)(6} соответстгенио с }3(:}ходом источника иитя}(ия и E);,<0130}f )7реоб > 1 30)3QTeJIß (Iаl <ря <(Pи(3е числО импульсов, фя "-ОчувствиTp-"(ь<(ый элемент, первый;)ха/} }(оторого соед}1-нен с входом преобрэ:- О)>;i!Hя - КОТО) ОГÎ (.Оед)} (BE(C 1< i рв}:Iь(>ЗХО) Oi i элемента 1} Б ra >:oй 13х Оп кО тopо го соеди)I< EI с >ретьим Вь)хoffoM блОкc? /(1ОБЛЕг<13я -} . . Т<. В(:}>ТЬП1 И )If(T6)ff 13)s>XO ..,Ь(. <0Т(>Pa, 0 О- Д<<ЧЕ}36} "aa )3P CT T, >f)fa C >3
> - PCHВ), - r> C(lP -,,)HК, Пьг(0 (РТO. Oi a (0<Я > И)(<: >(i)>qalf > «ОК;з т><3 р. пии и вторым ):;хо,.-<ом бл(1:<1 - пп>}вле)т«- = C -, -< т " "< 10 Ц и 1. " Р 1 с": ЧТО. C ЦЕЛЬ 0 СОК >.1(< Г }(И<> В}>ЕЬ<;-Нт) «З(ЕРF: !FIJI, В }<ЕГ(. ПВЕП,=;i СЧЕ-. )ИК -<>Ч.I . Jli>C0<) ХОГ(КОТО >0.""<> СОРТ -;;:Cli -. T ло иi IT}. /JIücars,. В Од cá "О; -" с :}е ".. х<>д <7 ве тьиьl ВХ<> Ом (>} < a < o /г г> я,ле— ".ИЛ, СЕДЬМО)1 !(ВО(ЬМОй:36}ХО„ Ы i(OTC>Pi>" 1 71 СОЕДИНЕНЬ СО, : T>; CT:-".IHÎ С, Г(Р=.Б 6<ХОД(>: i У(.Т- 1Н 0.31>О . "::! Сl(; О. ." (C T :;P.H С }ЗЫХОДОМ Э, ЕМЕ (! Я 7. }}зьfep" r.-..:}l..")о .,,, = 1 .—. ): (< Г 10 Р} .= "1 С >-„PI ) —, ТО 5 1-, Г>,- —." Ч> Я >3пульсов, j<>гхоз. котогс: о :=рез цо13 ;. : f !i Т(>Е ГИ)-. 1)ЬО 0})Ы i(CТОРС(О Cai- s )И-,=;; -, .В:..>ТЬ)И вЂ” < т) .<> <Р,9Л», „ О вп >(е--. l i <." } i ij 7(>п (" Г > ) —. j>:71Ã." i н " 0 JР: < с,Э 1 г О т . }п} гера )< четвер-,:.jfs, -,6(>«-.;101,: бл к; I;>Я.З: li . <1). . (> )((Е С ТОИ С ° . ВЫ?!:-<::":}<0Äñ Qro Tp rr, ob ooe b Hb,"lb. CooTHBTCTDeHно с вь.ходами перво — î и второго элементов совпядения, выходы — с втс рым 15 упрявл"=HHsl, я выхоц — с восьмым выхои третьим входами чствер am эле- цсм блоха управления. Составитель А. Сазонов Техред Л.Сердюкова Редактор Л. Пчелинская Корректор С, Черни Заказ 5890/46 Тираж 772 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москвар Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 / 143 ми элемента ИЛИ и второго и третьего триггеров и шестым выходом блока управления, седьмой — с первыми входами третьего и четверто о элементов совпадений, выходы которых соединены соответственно с в=срым входом элемента Ир л. и первым входом четвертого триггера, второй вход ко-орого соединен :. выходом элемента ИЛИ, а выхсд— с пятым выходом блока -;правления, причем вторые входы второго и третьмента совпадения, четвертый вход которо ro соединен с выходом инвертора, вход кот-poro соединен с BTcpblM входом первого элемента совпадения и пе.. вым входом блока управления, второй вход которого соединен с вторым входом третьего элемента совпадения, а третий — с. вторым входом второго лем нтя совпадения вторым входом первого триггера и первым входом пя-, тогс элемента совпадения, второй ,ход котopcr соединен с выходом первого триЪ-reva и треть м вьходом блока
