Цифровой измеритель магнитной индукции

 

«»746358

Союз Советскик

Социалистическйк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 347704 (22) Заявлено 200278 (21) 2581666/18-21 (51) м. к.

С 01 Н 33/06 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0780. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 070780 (53) УДК621.317. .44 (088 ° 8) А. A. Певко, М. М. Таран, О, T Чигирин, Ю. Т. Чигирин и М. В. Козлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской CCP (54) ЦИФРОВОЙ ИЗ1ЯРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Изобретение относится к устройствам для магнитных измерений и предназначено для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции пос-5 тоянных магнитных полей.

По основному авт. св. Р 347704 известен цифровый измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла, источник переменного тока для пита- 10 ния датчика Холла, дополнительную катушку, в поле которой находится датчик Холла, источник постоянного тока для питания обмотки "дополнительной катушки, преобразователь напряжение-код, реверсивный счетчик, делительное устройство, устройство управления и цифровое отсчетное устройство, в котором преобразователь напряжение-код включен между датчиком 20

Холла, реверсивным счетчиком и делительным устройством, второй вход ico oporo подсоединен к выходу реверсивного счетчика, а выход — к цифровому отсчетному устройству, устройство 25 управления соединено с преобразователем напряжение-код", делительным устройством, реверсивным счетчи ком, источником постоянного тока и цифровым устройством. 30

Однако в этом измерителе результаты измерения зависят от направления измеряемого магнитного поля и при несовпадении по направлению измеряемого и дополнительного магнитных полей являются недостоверными, Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель магнитной индукции введены триггер со счетным входом, два элемента И, триггер полярности, фазовый элемент и управляемый делитель, вйход датчика Холла подключен к одному из входов фазового элемента, второй вход которого соединен с выходом источника переменного тока непосредственно., а с преобразователем напряжение-код через управляемый делитель, второй вход которого соединен с выходом триггера полярности, выходы фазового элемента подключены к соответствующим входам триггера полярности непосредственно, а через соответствующие элементы Ик входам триггера со счетным входом, выход которого подсоединен к одному иэ входов реверсивного счетчика, причем другие входы элементов И и триг746358

""гера co "ñ÷åòéèì входом подключены к блоку управления, Ба чертеже представлена функциональная схема цифрового измерителя магнитной индукции.

Цифровой измеритель содержит датчик 1 Холла, источник 2 переменного тока для питания датчика Холла, пре(образователь 3"напряжение-код", реверсивный счетчик 4, делительное устройство 5, цифровое отсчетное устройство 6, дополнительную катушку 7, в поле которой расположен датчик Холла, питаемой от источника 8 постоянного тока, и блок управления 9, вы"ход"которого соединен с входами делительного устройства 5, цифрового 15 отсчетного устройства 6, реверсивного счетчика 4, преобразователя 3 напряжение-код и источника постоянного тока 8, один из выходон ripeобразователя 3 напряжение-код соединен с одним из входов реверсивного счетчика 4, а другой выход — с одним из входов делительного устройства 5, другой вход которого подсоединен к выходу реверсивного счетчика

4, а выход - к входу цифрового отсчетного устройства 6, а также триггер 10 со счетным входом, два элемента И 11 и 12, триггер 13 полярности, фазоный элемент 14 и управляемый делитель 15, выход датчика 1 Холла подключен к одному из входов фазового элемента 14, второй вход которого со-единен с выходом источника 2 перемен ного тока непосредственно, а к преобразователю напряжение-код — через управляемый делитель 15, второй вход которого соединен с выходом триггера 13 полярности. Выходы фазового элемента 14 подключены к соответствующим входам триггера 13 поляр- 40 ности непосредственно, а через состветстнукшие элементы И 11 и 12 — к входам триггера 10 со счетным входом, нйход которого подсоединен к одному из входов реверсивного счетчика 4.

Другие входы элементов И 11,12 и триг-., гера 10 подключены к блоку 9 управления.

Измеритель работает следующим образом. 50

Фазовый элемент 14 в зависимости от напряжения измеряемого магнитного поля В„.„ устанавливает триггер 13 полярности в определенное состояние. Например, при положительном напран- 55 ленин Вд „ управляющий сигнал с фазового элемента 14 поступает на единичный вход триггера 13, который выдает на управляемый делитель 15 сигнаЛ, устанавливающий его в состояние, соответствующее положительному направбО лению магнитного поля. При отрицательном направлении магнитного поля управляющий сигнал с фазового элемента 14 поступает на нулевой вход триггера 13„ Триггер полярности устанав- б5 линает управляемый делитель 15 в состояние, соответствующее отрицательному направлению магнитного поля.

Если при отрицательном направлении магнитного поля чувствительность датчика Холла больше, чем при положительном направлении, то коэффициент передачи управляемого делителя 15 при отрицательном направлении будет меньЮ ше единицы при условии, что при положительном направлении он принят за единицу. При обратном соотношении коэффициент передачи при отрицательном направлении магнитного поля будет. больше единицы.

Цикл измерения данного измерителя, состоит иэ двух тактов. В нервом такте на датчик Холла одновременно воздействуют два постоянных магнитных поля: измеряемое В изм. и дополнительноЬ В доп., создаваемое дополнительной катушкой 7, в поле которой находится датчик Холла. По обмотке дополнительной катушки 7 протекает ток источника 8 постоянного тока. Вьпсодной сигнал датчика Холла через управляемый делитель 15,пропорциональный алгебраической сумме величия (Вю .+

В .}, поступает на преобразователь

3 напряжение-код,откуда н виде последовательности импульсов цоступает на реверсинный счетчик 4,который в первом такте работает на сложение или на вычитание.

Режим работы реверсивного счетчика 4 н нервом"такте определяется состоянием фазового элемента 14. При совпадакщих по направлению В„, и

Вроп. (например, при положительном направлении дополнительного магнитного поля Bqon) сигнал начальной установки, поступающий с блока 9 управления на входы элементов И 11 и 12, пройдет через элемент И 11 на нулевой нход триггера 10 со счетным вхо-, дом. В этом случае триггер 10 выдает такой управляющий сигнал на реверсивный счетчик 4, при котором он будет работать на сложение. Реверсивный счетчик зафиксирует код N 1, пропорциональный сумме магнитных индукций измеряемого и дополнительного полей:

"1 (Виъи В оп} " и, Бо втором тайте на датчик Холла действует только измеряемое магнитное поле В „, так как блок 9 управления выключаат источник 8 постоянного тока. Выходной сигнал датчика Холла через управляемый делитель 15, пропорциональный измеряемой магнитной индукции, поступает на преобразователь, напряжение-код, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 4.

Во втором такте реверсивный счетчик 4 работает на вычитание. Изменение направления счетчика происходит по сигналу, поступающему с выхода

746358 блока 9 на счетный вход триггера 10.

В резулЬтате после второго такта счетчик 4 зафиксирует число импульcos N 2, пропорциональное дополнительному магнитному полю В оп 4 = дан бром " ду 8" р,= он " щ

При несовпадающих по направлению

В„ „. и Во. (при положительном направлении дополнительного магнитного поля) сигнал начальной установки, поступающий с устройства управления на входы элементов И 11 и 12, пройдет через элемент И 12 на единичный вход триггера 10, который в этом

15 случае в первый такт измерения выдает на счетчик 4 такой управляющий сигнал, при котором реверсивный счет чик работает на вычитание. Счетчик

4 зафиксирует отрицательное число 2О и, пропорциональное разности магнитных индукций измеряемого и дополнительного пОлей:

Во втором такте реверсивный счет1 чик будет работать на сложение. В результате после второго такта счетчик

4 зафиксирует число импульсов N«3( пропорциональное дополнительному магнитнитному полю:

После двух тактов измерения íà входы делительного устройства 5 поступают числа N с выходного регистра преобразователя 3 и N> с реверсивного счетчика 4. После поступления управляющего сигнала с блока 9 делительное устройство 5 совершает операцию деления чисел N ea N<.

Результат деления, равный !

Нь ЗкХ„, Ь„Ьи,„

Иа sKх,„е3, Ь не будет зависеть от удельной чувствительности датчика Холла к индукции, его тока питания, коэффициента передачи схемы и взаимного ориентирования измеряемого и дополнительного магнитных полей. Если значение индукции дополнительного магнитного поля принять за единицу измеряемой величины, ! то результат деления будет пропорционален измеряемой магнитной индукции.

Формула изобретения

Цифровой измеритель магнитной индукции по авт. св. 9 347704, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерейия, в него введены триггер со счетным входом, два элемента И, триггер полярности, фазовый элемент и управляемыйдели" тель, выход датчика Холла подключен к одному из входов фазового элемента, второй вход которого соединен с выходом источника переменного тока непосредственно, а с преобразователем напряжение-код через управляемый делитель, второй вход которого соединен с выходом триггера по,лярйости, выходы фазового элемента подключены к соответствующим входам триггера полярности непосредственно, а через соответствующие элементы

И вЂ” к входам триггера со счетным входом, выход которого подсоединен к одному из входов реверсивного счетчика, причем другие входы элементов

И и триггера со счетным входом подключены к блоку управления.

746358

Составитель С. Лукинская

Техред Н. Вабурка Корректор В. Бутяга

Уедактор Ж.Рожкова

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3934/34 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

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