Цифровой измеритель магнитного поля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 27 А 19) 01 К ЗЗ/ 59 фЯОЯЛ,: ,"1 П, УЙ ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1юл. РС.В 2Линьк 088. 8)К 282321979.детельс01 КЗ во СССР(57) Иэобрете вано в т О ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГИИ з жет быть х, предн тного по тной деф ние м ченных ометр магн магии мере ни роении я ектоскопии магиЦ ью изобретения яверяемому полю. 2 нл. суд С:(56) Патент ФРГкл. С 01 К 33/02Авторское свиУ 1215075, кл, С ляется повышение точности измерении.Для достижения этой цели в цифровойизмеритель магнитного поля дополнительно введены счетчик-делитель 11 наИ, триггер 12, злемент ИЛИ 10, инвертор 14 и формирователь 13 импульсов,Кроме того, устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, регистр 4, феррозонд 5, диФференциатор б, компаратор 7, арифметический сумматор 8, регистр 9, Приналичии внешнего поля происходит смещение тока возбуждения в феррозондена величину измеряемого поля, чтообеспечивается введением в устройство отрицательной обратной связи поИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в магнитометрах, предназначенных для измерения магнитного поля в5приборостроении, магнитной дефектоскопии и судостроении.Цель изобретения - повышение точности.На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; наФиг. 2 - диаграммы напряжений устройства.Предлагаемое устройство содержиттактовый генератор 1, реверсивныйсчетчик 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, регистр 4, Феррозонд5, дифференциатор 6, компаратор 7,арифметический сумматор 8, регистр 9,элемент ИЛИ 10, счетчик-делитель 11на М, триггер 12, формирователь 13импульсов и инвертор 14.Выход тактового генератора 1 подключен к счетному входу реверсивногосчетчика 2 и первому входу элемента 25ИЛИ 10, выход которого соединен сосчетным входом счетчика-делителя 11,выход которого связан с вторым входомэлемента ИЛИ 10 и счетным входом триггера 12, выход которого подсоединен к ЗОуправляющему входу реверсивного счетчика 2, выход которого соединен свходами регистров 4, 9 и входами ЦАП3, выход которого подключен к обмотке возбуждения Феррозонда 5. Выходферрозонда 5 соединен с входом дифференциатора 6, выходом соединенного свходом компаратора 7, при этом выходкомпаратора 7 соединен с управляющимвходом регистра 4, входом формировате ля 13 импульсов и входом инвертора14, выходы регистра 4 связаны с первой группой входов арифметическогосумматора 8, а выходы регистра 9 - свторой группой входов арифметического 1 бсумматора 8, выход которого соединенс выходной шиной 15, выход формирователя 13 импульсов связан с обнуляющимвходом счетчика-делителя на И, а выход инвертора 14 - с управляющим вхо- б 0дом регистра 9.Устройство работает следующим образом,При отсутствии измеряемого магнитного поля Н происходит увеличениеили уменьшение состояния 0 выходовреверсивного счетчика 2 по сигналам 1Ц тактового генератора 1 в зависимости от направления счета. Таким образом, на выходе ЦАП 3 Формируется сигнал Б треугольного тока возбуждения ферро онда 5 (Фиг. 2). В момент перемагничивания сердечника Феррозонда на выходе последнего появляются импульсы Б которые после дифференцирования на дифференциаторе 6 (Б) подаются на вход компаратора 7, На выходе компаратора 7 Формируется прямоугольный импульс Б, по положительному Фронту которого происходит запись состояния выходов реверсивного счетчика 2 в регистр 4, Эта информация соответствует гистерезису сердечника Н Феррозонда 5. Одновременно по положительному фронту Ц, компаратора 7 на выходе формирователя 13 импульсов формируется импульс длитель - ностью менее половины периода тактового генератора Б обнуляющий счетчик-делитель 11 на 11, после чего последний начинает счет заданного числа импульсов тактового генератора. При достижении заданного числа импульсов на выходе счетчика-делителя 11 появляется импульс Б который через элемент ИЛИ 10 блокирует счетный вход счетчика-делителя 11 на И,а по положительному фронту этого импульса изменяется состояние триггера 12, по сигналу которого Б переключается направление счета реверсивного счетчика 2.При повторном перемагничивании сердечника феррозонда 5 (Ц ) на выходе компаратора 7 Формируется отрицательный фронт Б, по которому Формирователь 13 импульсов Формирует второй импульс Ц,обнуляющий счетчик-делитель 11 на И. Одновременно по отрицательному фронту компаратора 7 на выходе инвертора 14 формируется импульс 13 по положительному фронту которого происходит запись информации Б о состоянии входов реверсивного счетчика 2 в регистр 9. Эта информация соответствует Н. Таким образом, в арифметическом сумматоре 8 складывается сигнал регистров 4 и 9НГ + (-Нг) = 0и на выходе сумматора 8 появляется выходной сигнал устройства, равный при отсутствии измеряемого поля нулю.При наличии внешнего поля при поступлении положительного фронта им - пульса П компаратора 7 состояние реверсивного счетчика 2Н,Это состояние записывается в регистр ч.5При поступлении отрицательного фронта импульса У, компаратора 7 состояние реверсивного счетчика 2Н, =Н, -Н, 10Это состояние записывается в регистре 9.Таким образом, на выходе 15 арифметического сумматора 8 присутствует информация, пропорциональная измеряе мому полю:Н - Н дзм + Н г + Ниьм 2 НиьмКак видно иэ фиг. 2, при наличии 20 внешнего поля происходит смещение тока возбуждения феррозонда на величину измеряемого поля, что соответствует введению в устройство отрицательной обратной связи по измеряемому 25 полю.формула и з обретенияЦифровой измеритель магнитного 30 поля, содержащий тактовый генератор, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, два регистра, арифметический сумматор, феррозонд, дифференциатор и компаратор, причем вы- . З 5 ход тактового генератора соединен сосчетным входом реверсивного счетчика,выход цифроаналогового преобразователя соединен с обмоткой возбужденияферрозонда, выход сигнальной обмоткикоторого соединен с входом дифференциатора, выходом соединенного черезкомпаратор с управляющим входом первого регистра, выходы первого регистра соединены с первой группой входоварифметического сумматора, о т л и -чающий с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введенысчетчик-делитель на И, триггер,элемент ИЛИ, инвертор и формирователь импульсов, при этом выход тактового генератора соединен с первымвходом элемента ИЛИ, выход которогосоединен со счетным входом счетчикаделителя на Я, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ исчетным входом триггера, выход последнего соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, выходамисоединенного с входами двух регистров и цифроаналогового преобразователя, выход компаратора через формирователь импульсов соединен с входомсброса счетчика-делителя на М,а через инвертор - с управляющим входомвторого регистра, выходами соединенного с второй группой входов арифметического сумматора, выход которогосоединен с выходной шиной,135 г 427 Составитель А. СазоТехред Л.Сердюкова ектор А Обручар едактор Л. Пчоли аказ 5563 4 5 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, дписно 4/ Производствен лиграфическое предприятие, г, Уж л Проектная,