Цифровой измеритель магнитной индукции

 

Союз Советских

Социалнстических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ри832504

1 " т

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 120679 (21) 2790654/18-21 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.з

G 01 R 33/06 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230581. Бюллетень М9 19

Дата опубликования описания 230581 (53) У4 621. 317.

° 44 {088.8) (72) Авторы изобретения

A.A. Певко, M.Ì. Таран, (б; Г. Чигщлттт — и--Ю;-T игирин

r. .. :г : !,. в. !! :,, !

t " !.!!! (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ

ИНДУКЦИИ

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции пос- 5 тоянных магнитных полей.

Известен измеритель магнитной индукции, который состоит из датчика

Холла, источника переменного тока для питания датчика Холла, дополнительной катушки, в поле которой находится. датчик Холла., источника постоянного тока для питания обмотки дополнительной катушки, преобразователя напряжение-код, реверсивного счетчика, делительного устройства, устройства управления и цифрового отсчетного устройства, в котором преобразователь напряжение-код включен между датчиком Холла, реверсивным счетчиком и делительным устройством, второй вход которого подсоединен к выходу реверсивного счетчика, а выход — к цифровому отсчетно- 5 му устройству, устройство управления соединено с преобразователем напряжение-код, делительным устройством, реверсивным счетчиком, источником постоянного тока и цифровым отсчетным устройством (Q . цикл измерения в известном устройстве состоит из двух тактов. В первом такте на датчик Холла одновременно воздействует два постоянных магнитных поля: измеряемое В„ и дополнительное В „от создаваемое дополнительной катушкой, в поле которой находится датчик Холла. По обмотке дополнительной катушки протекает ток от источника постоянного тока. Выходной сигнал датчика Холла, пропорциональный сумме ведичин магнитных индукций (Вц, +Вл, ), поступает на преобразователь напряжение-код, откуда в виде последовательности импульсов выдается на реверсивный счетчик, считающий в прямом направлении. Во втором такте на датчик Холла действует только измеряемое магнитное поле.

Выходной сигнал датчика,пропорциональный измеряемой магнитной индукции, поступает на преобразователь напряжение-код, откуда в виде последовательности импульсов выдается на реверсивный счетчик, считающий в обратном направлении.

Недостатки устройства — зависимость результатов измерения от направления измеряемого магнитного поля и. недостоверность результатов измере

832504 ния при несовпадающих по направлению измеряемом и дополнительном- магнитных полях, а также при превышении индукции дополнительного магнитного поля индукции измеряемого магнитного поля Вдщ,> Влз

Цель изобретения — повышение точ,ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий последовательно соединенные источник переменного тока, датчик Холла, управляемый делитель, преобразователь напряжение-код, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, последовательно соединен- 15 ные переключатель и источник постоянного тока, дополнительную катушку

I подключенный к выходу и входу датчика Холла фазовый элемент, через триггер полярности, подключенный ко вто- Д{) рому входу управляемого делителя, при этом вторые входы преобразователя напряжение-код, реверсивного счетчика, цифрового отсчетного устройства, делительного блока и вход переключателя связаны с блоком управления, а второй выход преобразователя напряжение-код подсоединен к третьему входу делительного блока, дополнительно вводятся блок установления синфазности и автоматический переключатель, включенный между дополнительной катушкой и источником постоянного тока, а блок установления синфазности включен между выходами фазового элемента, выходом блока управления и третьим входом автоматического переключателя.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового измерителя магнитной индукции, на фиг.2 — временные диar-. 49 раглглы работы устройства.

Цифровой измеритель магнитной . и дукции состоит (фиг, 1) из датчик;- Холла 1, источника 2 переменнотог,а, источника 3 постоянного тс ка, дополнительной катуитки 4, уп 388.t19eì0ò0 делителя 5! фазового эз.e>: нт. б, т иг.-ера 7 полярности, преобразователя напряжение-код 8, реверсивного счетчика 9, делитель- 5О ного блока 10, цифрового отсчетного ус тройства 11, блока 12 управления п:.реключателя 13, блока 14 установления синфазности и автоматического переключателя 15..

Устройство работает следующим образом.

Фазовый элеглент,б в зависимости от направления измеряемого магнитного поля В устанавливает триггер бО полярности 7 в определенное состояние. Например, при положительном направлении B . .управляющий сигнал фазового элемента б поступает на еди-. ничный вход триггера 7. 65

Триггер 7 полярности выдает его в состояние, соответствующее положительному направлению магнитного поля. При отрицательном направлении магнитного поля управляющий сигнал фазового элемента б поступает на нулевой вход триггера 7 полярности.

Триггер 7 полярности устанавливает управляемый делитель 5 в состояние соответствующее отрицательному направлению магнитного поля. Если при отрицательном направлении магнитного поля чувствительность датчи-. ка Холла 1 больше, чем при положительном направлении, то коэффициент передачи управляемого делителя 5 при отрицательном направлении меньше единицы при условии, что при положительном направлении он принят. за единицу. При обратном соотношении коэффициент передачи при отрицательном направлении магнитного поля больше единицы.

Цикл измерения устройства состоит из двух тактов °

В первом такте на датчик Холла

1 действует измеряемое магнитное поле В„ „„ Выходной сигнап датчика

Холла 1 через управляемый делитель

5 поступает на преобразователь напряжение-код 8, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный счетчик 9, который в первом такте работает на вычитание, Реверсивный счетчик 9-фиксирует отрицательный код Бг,, пропорциональный измеряемой магнитной индукции.

Код Б выходного регистра преобразователя напряжение-код 8 поступает на один из входов делительного блока 10.

Кроме того, в первом такте измерения блока 14 установления синфазности по состоянию фазового элемента б определяет направление измеряемого магнитного поля B„> . В зависимости от направления этого поля В„ блока 14 установления синфазностй устанавливает в одно из двух положений. При положительном направлении Ви, ток от источника 3 постоянного тока протекающий по дополнительной катушке 4, имеет одно направление. При отрицательном направлении В„ „„ ток от источника 3 изменяет свое направление. Поэтому, поле создаваемое дополнительной катушкой

4, всегда совпадает по направлению с измеряемым постоянным магнитным полем В .,„ .

Во втором такте на датчик Холла

1 действуют, два постоянных магнитных поля: измеряемое Вд и дополнительное .В* п, создаваемое дополнительной катушкой 4, в поле ксторой находится датчик Холла 1 ° По обмотке дополнительной катушки 4 протекает ток от источника 3 постоян832504 ного тока,.который включается переключателем 13, на который поступает управляющий сигнал от блока 12 управления ° Выходной сигнал датчика

Холла 1, пропорциональный сумме ве-, личин (В„ „ +В „), поступает íà преобразователь напряжение-код 8, откуда в виде последовательности импульсов поступает на реверсивный-счетчик 9, считающий в прямом направлении. В результате после второго такта реверсивный счетчик 9 фиксирует число импульсов Б рропорциональное дополнительному магнитному полю В щ,.

После двух тактов измерения на второй вход делительного блока 10 поступает код И с реверсивного счетчика 9, После поступления. управляющего сигнала с блока 12 управления делительный блок 10 совершает операцию деления числа И на число N, и Ьизтл

Результат деления, равный И = В оп не зависит от удельной чувствительности датчика Холла к индукции, его тока питания, коэффициента передачи схемы и направления измеряемого магнитного поля В„ Если значение индукции дополнительного магнитного поля принять за единицу измеряемой магнитной индукции, то результат деления пропорционален измеряемой магнитной индукции.

Использование блока установки син фазности и автоматического переключателя выгодно отличает предлагаемый цифровой измеритель магнитной индукции от известных устройств, так как . позволяет повысить точность и достоверность результатов измерения. Применение предлагаемого измерителя позволяет полностью автоматизировать процесс измерения и значительно повысить производительность труда при снятии топографии магнитного поля устройств сложной конфигурации, когда в процессе измерения изменяется направление магнитного поля, действующего на датчик Холла.

Формула изобретения . Цифровой измеритель магнитной. индукции, содержащий последовательно соединенные источник переменного тока, датчик Холла, управляемый дели10 тель, преобразователь напряжениекод, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, последовательно соединенные переключатель и источник постоянного тока, дополнительную катушку, подключенный к выходу и входу датчика Холла фазовый элемент, через триггер полярности,подключенный чо . второму входу управляемого делите-, ля, при этом вторые входы преобразователя напряжение-код, реверсивного счетчика, цифрового отсчетного устройства, делительного блока и ,вход. переключателя связаны с блоком управления, а второй выход преобразователя напряжение-код подсоединен к третьему входу делительного блока> отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно вводятся блок установления синфачности и автоматический переключатель,, включенный между дополнительной катушкой и источником постоянного тока, а блок установления синфазности включен между выходами фазового элемента, выходом блока управления и третьим входом автоматического переключателя.

Источники информации, принятые во внимание ри экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 347704, кл. G 01 R 33/06 1972 °

Цифровой измеритель магнитной индукции Цифровой измеритель магнитной индукции Цифровой измеритель магнитной индукции Цифровой измеритель магнитной индукции 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерениям магнитной индукции

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для уменьшения систематических погрешностей абсолютных измерений индукции магнитного поля магнитометром с четырехконтактным датчиком Холла

Изобретение относится к области неразрушающего контроля нефтегазопроводов и может быть использовано для целей определения расстояния, пройденного внутритрубным снарядом-дефектоскопом

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тонкопленочным датчикам на основе экстраординарного эффекта Холла, и может быть использовано в микроэлектронике при измерении и регистрации локальных магнитных полей и величин электрического тока, а также при разработке микроэлектронных устройств нового поколения

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к устройствам для внутритрубной диагностики

Изобретение относится к области электронных датчиков магнитного поля, а более конкретно к магниточувствительным интегральным схемам (МЧИС)
Наверх