Цифровой веберметр

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано-для измерения магнитного потока постоянных магнитов. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены элемент ИЛИ 15, микропереключатель 16 и преобразователь 17 кода. Кроме того, устройство содержит первичный преобразователь 1, модулятор 2, преобразователь 3 напряжение - частота, реверсивный счетчик 4, триггеры 5,6 и 7, блок 8 индикации , дешифратор 9, регистр 10, элементы И 11 и 12, генератор 13 импульсов и одновибратор 14. Устройство обеспечивает получение промежуточных результатов измерения, что позволяет исследовать динамику изменения магнитного потока измеряемого образца. 1 ил. с ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО).)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Al (!9) (l I) (51) 4 G 01 R 33/02 И 03 М )/6МК,."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3933573/24-21 (22) 25.07.85 (46) 30.04.87. Бюл. № 16 (71) Владимирский политехнический институт (72) В.П.Комлев, В.Л.Захаров и П.Б.Самойлов (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1187116, кл.G 01 R 33/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11871)4, кл. С 01 R 33/02, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ВЕБЕР))ЕТР (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения магнитного потока постоянных магнитов.

Целью изобретения является повышение над ежнос т и уст ройс тв а . Для дос тюкения поставленной цели в устройство дополнительно введены элемент ИЛИ 15, микропереключатель 16 и преобразователь 17 кода. Кроме того, устройство содержит первичный преобразователь 1, модулятор 2, преобразователь 3 напряжение — частота, реверсивный счетчик 4, триггеры 5,6 и 7, блок 8 индикации, дешифратор 9, регистр 10, элементы И 11 и 12, генератор 13 импульсов и одновибратор !4. Устройство обеспечивает получение промежуточных результатов измерения, что позволяет исследовать динамику изменения магнитного потока измеряемого образца. ! ил.

1307406

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения магнитного потока постоянных магнитов.

Цель изобретения — повьшiение HB— дежности устройства путем упрощения.

На чертеже представлена функциональная структурная схема устройства.

Цифровой веберметр содержит первичньп» преобразователь 1, выход которого соединен с входом модулятора

2, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение-частота

3, реверсивный счетчик 4, первый 5, второй 6 и третий 7 триггеры, блок индикации 8, вход модуля потока которого соединен с выходом дешифратора 9, вход которого соединен с вь|ходом регистра 10 первый 11 и второй 12 элементы И, генератор импульсов 13, одновибратор 14, элемент

ИЛИ 15, микропереключатель 16 и преобразователь кода 17. Выход генератора 13 соединен со счетным входом

25 триггера 5, прямой выход которого соединен со входом управления модулятора 2 и первым входом элемента

И 11 инверсный выход со входом одновибратора 14 и первым входом элемента И 12.

Вторые входы элементов И 11 и 12 слединены с выходом преобразователя

3, а выходы, соответственно со входами прямого и инверсного счета счетчика 4, R -вход которого соединен с 35 выходом микропереключателя 16 и первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом переполнения реверсивного счетчика 4, выход заема из младшего разряда кото- 40 рого с 5 -входом триггера 6. 1 -вход триггера 6 соединен с выходом элемента ИЛИ 15, а выход — с 2 -входом триггера 7 и со знаковым входом преобразователя 17, информационный вход которого соединен с выходом счетчика 4, а выход — с информационным входом регистра 9, вход установки которого соединен со входом установки триггера 7, выходом одновибратора

14 и входом микропереключателя 16.

Знаковый вход блока индикации 8 сое— динен с выходом триггера 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии выходное напряжение индукционного первичного преобразователя ) равно нулю, микропереключатель )6 замкнут. Генератор импульсов 13 формирует прямоугольные колебания стабильной частоты, которая поступает на счетный вход первого триггера 15. По срезу импульса на инверсном выходе первого триггера формируется короткий импульс на выходе одновибратора )4, который поступает на вход установки информации регистра 10, вход установки информации третьего триггера 7 и через микропереключатель )6 — на к -вход счетчика и первый вход элемента ИЛИ 15, с выхода которого поступает на к †вх второго триггера 6. В резуль— тате на блоке индикации 8 высвечивается ноль, а на индикаторе полярности 8 — плюс. Измерение начинается после размыкания микропереключателя

16 и продолжается до следующего замыкания.

Устройство работает циклически, длительность цикла равна периоду колебаний Т выходного сигнала первого триггера 15. Выходное напряжение индукционного первичного преобразовате— ля 1 через модулятор 2 поступает на вход преобразователя напряжение-частота 3, который имеет характеристику вида:

F (t) = К 1Jz(t) + Fî,(t) где Р (t) — выходная частота преобразователя напряжениечастота 3;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Uz(t) — выходное напряжение модулятора 2;

F (t) — выходная частота преобрао зователя напряжение-частота 3 при нулевом сигнале на входе.

При единичном сигнале на прямом выходе первого триггера 5, коэффициент передачи модулятора 2 равен единице. На втором входе первого 11 элемента И-НЕ присутствует единица, а на втором входе второго 12 элемента И-HE — ноль, поэтому выходная час.тота преобразователя напряжениечастота 3 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика импуль— сов 4. В течение второго полупериода колебаний на инверсном выходе первого триггера 5 присутствует единица и частота F>(t) поступает на вычитающий вход счетчика импульсов 4. Таким

1307406 образом, состояние счетчика импульсов 4 в момент возникновения следующего импульса на выходе одновибратора 14, по которому производится запись состояния счетчика импульсов 4 через преобразователь кода 12 в буферный регистр 10, определяется выражением

Т)2 т

N(T) = К U, (t)+F (t) dt — 5 о

tIZ (-К,U,(t) + F. (t)) dt =

Т TIE

= К,((,() dt + J F, (t) dt—

15 (1) 25

Далее процесс повторяется. B моменты времени иТ состояние счетчика импульсов и блока индикации 8 определяется выражением

I)T

N(ttF) = J К,U (t) dt, о где и = 1,2,3,...

Следовательно, состояние буферного регистра 10 и блока индикации 8 в каждый момент времени соответствует текущему значению магнитного потока, о о т

Г (t) dt

Т)г

Так как частота колебаний на выходе триггера 5 значительно больше

20 частоты изменений Ро(), то т) т

J F. () аС = j F () (, о т)2 поэтому

N(t) = J К,V,(t) dt. о

Величина N(t) пропорциональна изме— нению магнитного потока, пронизывающе—

ro индукционныйпервичный преобразова— тель в течение интервалавремени Т.Содержимое рег ис тра 1 О пос тупа ет через дешифратор 9 на вход блокаиндикации 8.

В течение следующего периода сигнала на выходе первого триггера 5 процессы происходят аналогичным образом, но суммирование выходных импульсов преобразователя напряжениечастота 3 начинается с начальными условиями, определяемыми выражением (1). Таким образом, в момент времени 2Т состояние счетчика импульсов 4 определяется выражением

Т т

N(2T) = ) K UL (t) йй + K3U (t) и

2Т

К,U (t) dt о пронизывающего индукционный первичный преобразователь l. Таким образом измерение продолжается до следующего момента замыкания микропереключателя 16, которое определяет оператор.

Если состояние счетчика импуль-. сов 4 в момент времени возникновения импульса на выходе одновибратора 14 соответствует положительному числу

N(nT) О, то преобразователь кода

17 не изменяет кодовую комбинацию, и в буферный регистр 10 запишется число N(nT) . Если N(nT) О,что соответствует отрицательной полярности сигнала на выходе индукционного первичного преобразователя 1, то число импульсов, поступивших на вычитающий вход счетчика импульсов 4, превысит число импульсов, поступивших на суммирующий вход. Это условие означает, что в некоторый момент времени состояние счетчика импульсов 5 переключится из нулевого состояния в к состояние 10 — 1, причем это происходит при поступлении импульсов на вычитающий вход. В этом случае на выходе О счетчика импульсов 4 сформируется импульс, который устанавливает второй триггер 6 в единичное состояние и на его Q-выходе формируется сигнал логической единицы. При поступлении единицы на знаковый вход "Зн" преобразователя кода 17 на его выходе формирует" ÿ код

N соответствующий абсолютной величине числа N(nT) при N О. Код N является по отношению к N (n T) дополняющим. Поэтому блок индикации 8 высвечивает число, пропорциональное магнитному потоку измеряемого образца. В момент возникновения импульса на выходе одновибратора 14 третий триггер 7 устанавливается в единичное состояние и на блоке индикации

8 высвечивается знак минус. В последующий полупериод колебаний первого триггера 5, когда осуществляется суммирование выходных импульсов преобразователя напряжение-частота 3, состояние счетчика импульсов переключается из отрицательного в положительное. В этом случае на его выходе 9 формируется импульс, который через элемент ИЛИ поступает на R -вход установки в ноль второго триггера 6 и последний переключается в нулевое состояние. Однако это не приводит к переключение третьего триггера 7. В

1307406

30 ряда реверсивного счетчика, выход заема из младшего разряда которого соединен с S âõîäîì второго триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход — с

D-входом третьего триггера и знаковым входом преобразователя кодов, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, нен с выходом третьего триггера.

Составитель Е.Аносова

Редактор H.Ãoðâàò Техред Л.0лейник Корректор С.Черни

Заказ 1629/46 Тираж 731 Подписное

В13И1ПП1 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 последующий полупериод, когда выходные импульсы преобразователя напряжение-частота 3 поступают на вычитаю» щий вход счетчика импульсов 4, сосЪ тояние последнего может принять отридательное значение, тогда второй триггер 6 сиона переключится в единичное состояние, а третий триггер

7 сохранит единичное состояние. Если состояние счетчика импульсов 4 в момент возникновения импульса на выходе однонибратора 14 будет положительным, то второй триггер будет находиться в нулевом состоянии и указанным импульсом третий триггер 7 переключится в нулевое состояние.

Второй триггер 6 выполняет функции динамического триггера знака, а третий триггер 7 — статического, за счет чего исключается эффект мерцания цифрового индикатора полярности.

Далее устройство работает аналогично до следующего замыкания микропереключателя 16, которое приведет к установке н ноль счетчика импульсов 4, второго 6 и третьего 7 триггеров.

После этого устройство готово к проведению следующего измерения.

Таким образом, за счет модуляции аналогового сигнала с выхода индукционного первичного преобразователя

), преобразования н частоту следования импульсов и цифровой демодуляции снижается влияние дрейфа нуля аналоговых элементов устройства в течение времени измерения. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает получение промежуточных результатов измерения, что познопяет исследовать динамику изменения магнитного потока измеряемого образца.

Формул а изобретения

Цифровой неберметр, содержащий первичный преобразователь, выход ко5 !

О

15 торого соединен с нходом модулятора, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение-частота, реверсивный счетчик, первый, второй и третий триггеры, блок индикации, вход модуля которого соединен с вы— ходом дешифратора, вход которого соединен с выходом регистра, первый и второй элементы И, генератор импульсов, однонибратор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше» ния надежности путем упрощения, в него введены элемент ИЛИ, микропере— ключатель и преобразователь кода, причем выход генератора импульсов соединен с счетным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с входом управления модулятора и первым входом первого элемента И, инверсный выход — с входом однонибратора и первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом преобразователя напряжениечастота, а выходы, соответственно, с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, R-вход которого соединен с выходом микропереключателя и первым входом элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения старшего раза выход — с информационным входом регистра, вход установки которого соединен с входом установки третьего триггера, выходом однонибратора и входом микропереключателя, причем знаковый вход блока индикации соеди