Устройство для измерения переменной магнитной индукции

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик м 983603 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.11.79 (2i) 2843352/18-21 (И) М..Кл.з сприсоедииениемзаявки ИоG 0l R 33/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритетс (53) УДК 621. 317. 44 (088. 8) Опубликовано 2 1282.Бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 23. 12 82 (72) Авторы изобретения

М.М. Таран, О.Т. ЧИгирин и Ю.Т. Чигирин (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ

И ГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. И во бретение о тн оси тоя к маги ит ным измерениям и может быть использовано для измерения в широком частотном диапазоне индукции переменных маг-, нитных полей.

Известно устройство для измерения магнитных полей с помощью датчика

ХолЛа, содержащее источник питания, подключенные к выходу датчика Холла последовательно соединенные преобра-. зователь напряжение -. код, делитель.ный блок и цифровое отсчетное устройство, реверсивный счетчик, последовательно соединенные с источником питания:автоматический переключатель, определитель напряжения дополнительного магнитного поля и катушку ин дуктивности, в поле которой находится датчик Холла,, формирователь синфазности, через -определитель напряжения подключенный к выходу датчика Холла к второму входу делительного устройства, остальными входами подключенного к преобразователю напряжение— код и реверсивному счетчику, а также блок управления (1).

Однако направление магнитного поля определить с помощью зтого уст ройства невозможно.. 30

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения переменной магнитной индукции, содерmagee последовательно соединенные источник постоянного тока и датчик

Холла, стабилизатор постоянного тока,.через коммутатор подключенный к катушке индуктивности, последовательно соединенные автоматический переключатель, преобразователь напряжение — код, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчет-. ное устройство, подключенные к датчику Холла формирователи переменной и постоянной составляющих, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя, и блок управ ления, связанный с вторыми входом цифрового отсчетного устройства, третьим входом автоматического нереключателя, вторыми входами преобразователя напряжение — код, реверсивного счетчика и делительного блока, третий вход которого подключен к выходу преобразователя напряжениекод, дополнительно введены последовательно соединенные определитель направления н формирователь импуль983603 сов, второй вход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход — к третьему входу реверсйвного счетчика, а вход определителя направления — к входу датчика

Холла. 5

На чертеже представлена блок-схема устройства. т

Устройство состоит иэ датчика Холла 1, источника 2 постоянного тока 2, катушки 3 индуктивности, стабилизато- 0 ра 4 постоянного тока, формирователя 5 переменной составляющей, формирователя 6 постоянной составляющей, автоматического переключателя 7, ripeобразователя 8 напряжение — код, де- t5 лительного блока 9, цифрового отсчетного устройства 10, блока 11 управления, реверсивного счетчика 12, ком мутатора 13, определителя 14 направления и формирователя 15 импульсов. 70

Источник постоянного тока 2 через датчик Холла связан с входами формирователей 5 и 6, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя 7, третий вход последнего, а также входы цифрового отсчетного устройства 10, преобразователя

8 напряжение — код, реверсивного счетчика 12, делительного блока 9, вторые входы формирователей 5 и 6, З0 второй вход формирователя 15 и коммутатора 13 подключены к блоку 10 управления, а вход формирователя 15 через определитель 14 направления связан с входом датчика Холла 1, находящегося в поле катушки 3 индуктивности, через коммутатор 13 подключенной к стабилизатору 4 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом. 40

Сигналом начальной установки от блока 11 управления на преобразователь 8 напряжение — код, реверсивный счетчик 12 и делительный блок 9 схема подготавливается к циклу измерения. 45

В первый такт коммутации выходной сигнал датчика Холла 1, пронорциональный измеряемой индукции В и индукции дополнительного. магнитного поля

В,,д„,. создаваемого катушкой 3, по 5р обмОтке которой протекает ток от стабилизатора 4, поступает на формирователи 5 и 6

U1 =3Ь5 (Вл/+ в Оп) - Uo

55 где S — чувствительность датчика, Холла р

ЗП вЂ” ток питания датчика Холла;

U — остаточное напряжение дат0 чика Холла. 60

Переменная составляющая выходного сигнала датчика Холла 1 It,SB» через автоматический переключатель 7 поступает на преобразователь 8 напряжениекод.Она выделяется формирователем 5 там же преобразуется в постоянный ток. Код Na выходного регистра преобразователя напряжение — код, соответствующий измеряемой индукции переменного магнитного поля В, переписывается в делительный блок 9

N1=5К Зп 8 где К,„- коэффициент преобразования формирователя переменной составляющей

К - коэффициент преобразования преобразователя 8 напряжение — код.

Во второй такт коммутации на преобразователь 8 напряжение — код поступает постоянная составляющая выходного сигнала датчика Холла 1.

Она выделяется формирователем 6. Код

N< выходного регистра преобразователя напряжение — код поступает на ре-, версивный счетчик 12, считающий в прямом направлении

Йу В,Эп Вдоп (2 О %%, где К вЂ” коэффициент преобразования формирователя постоянной составляющей.

В треий такт коммутации блок 11 управления выключает коммутатор 13, в результате чего разрывается цепь питания катушки 3, создающей дополнительное магнитное поле В п . Определитель

14 направления определяет направление остаточного сигнала датчика Холла 1 относительно опорного сигнала, который создает дополнительное магнитное поле В акоп.

В четвертый такт коммутации на преобразователь напряжение — код 8 поступает остаточный сигнал датчика

Холла 1. Код И выходного регистра преобразователя 8 напряжение — код, равный N = UOKK>, поступает на реверсивный счетчик 12, который работает на вычитание или на сложение в зависимости от направления остаточного сигнала. Если напряжение остаточного сигнала Up совпадает по на- правлению с составляющей выходного сигнала датчика В о„ SIq то определитель 14 направленйя вйдает такой управляющий сигнал на формирователь

15, что последний в четвертом такте коммутации выдает разрешающий сигнал на шину вычитания реверсивного счетчика 12.

+0 k% 1-U %%

3 В k

Ф .п *оп

Если напряжение остатбчного сигнала

U не совпадает по направлению с о составляющей выходного сигнала датчика Холла 1 В О„SI, то определитель

14 направления выдаст такой управляющий сигнал на формирователь 15, что

983603

Формула изобретения последний в четвертом такте коммутации выдаст разрешающий сигнал на шину сложения реверсивного счетчика 12.

Результат сложения будет. 4 2+ Й =(5 Э 6 пt -0 %% )+0 R% 5

frnpon e

Код N поступает на второй вход делительйого блока 9. После поступления управляющего сигнала блока ll 10 управления делительный блок 9 совершает операцию. деления числа Н„на число М+ з „б „. 8, Х, й

М„э Э„ЕД,о„КХ ЬАОП Кт

Из последнего выражения видно, что делительный блок 9 зафиксирует в виде статического кода число импульсов, пропорциональное измеряемой индукции переменного магнитного поля

В„ и не зависящее от нестабильности тока питания датчика, параметров датчика, коэффициента преобразования схемы при стабильных коэффициентах преобразования. формирователей постоянной и переменной составляющих К и К . Если значение индукции дополнительного магнитного поля B*oA принять за единицу измеряемой величины, то результат измерения будет пропорционален измеряемой индукции перемен ных магнитных полей. ас

Использование определителя направ- ЗЗ ления и формирователя импульсов позволяет повысить точность измерения при наличии.в выходном сигнале датчика Холла остаточного сигнала.

Устройство для измерения переменной магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока и датчик Холла, -стабилизатор постоянного тока, через коммутатор подключенный к ктушке индуктивности, последовательно сое- . диненные автоматический переключа.тель, преобразователь напряжениекод, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, подключенные к датчику Холла формирователи переменной и постоянной составляющих, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя, и блок управления, связанный с вторым входом отсчетного устройства,.третьим входом автоматического переключателя, вторыми входами преобразователя напряженне -. код, реверсивного счетчика и делительного блока, третий вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение - код, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные определитель направления и формирователь импульсов, второй вход кЬторого подключен к второму входу реверсивного счетчика, выходк третьему входу реверсивного счетчика, а вход определителя направления - к входу датчика Холла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР по заявке М 2790655/21, кл. G 01 R 33/06, 1979.

ВНИИПИ Заказ 9913/53

Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4