Цифровой измеритель магнитной индукции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 ВОв 140 (З) 4 С .01 К 33/02,А 1 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ х магоне постоянньфровой измерции содержиттель 2, истоный детекторапряжени е -широком диитных поле Ц тельатчик .1ник 34 преод, блокнияок 7 управ напряжени- числк 9,ивныи счет мпульсов,шифратор 12,И 16-20т повышен 1 з.п. ф-лы,оных(57) Изобретенизовано для пре ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГН ементь ь иМе ений. может быть испол ионного измерени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1075303, кл. С 01 К 33/02, 1982.Авторское свидетельство СССРЖ 536448, кл. С 01 К 33/06, 1974. магнитнои индук Холла, переключ питания, синхро образователь 5 6 регистрации, преобразователь импульсов, реве генератор О та счетчик 11 импул триггеры 13-15, Цифровой измери ную точность из 2 ил.Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованодля прецизионного измерения в широком диапазоне постоянных магнитныхполей.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг. 1 представлена функциональная структурная схема устройства; нафиг. 2 - временные диаграммы работыблока управления.На диаграммах а - д представленысигналы на соответствующих выходахсчетчика, на диаграммах е - л - сигналы, соответственно, на третьем,втором, шестом, первом, пятом и четвертом выходах дешифратора,Цифровой измеритель магнитной индукции содержит датчик 1 Холла, токовый вход и сигнальный выход которогочерез переключатель 2 соединены соответственно с выходом источника 3 пита ния и входом си нхр о нного дет ект ора 4. Управляющий вход детектора 4 25соединен с выходом источника питания,выход - с входом преобразователя 5напряжение - код, выход которого соединен с входом блока 6 регистрации.Управляющий вход переключателя 2 сое- З 0,цинен с первым выходом блока 7 управления, второй выход которого соединен с первым управляющим входом преобразователя 5, третий - с управляющим входом блока 6 регистрации, четвертый и пятый, соответственно, стретьим и четвертым управляющими входами преобраэователя 5, первый вход -с тактовым выходом преобразователя 5,второй вход - с выходом счетных импульсов пресбразователя 5, третий -с выходом преобразователя 5,Преобразователь 5 напряжение - кодсодержит преобразователь 8 напряжение - число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 9 и выходом счетныхимпульсов преобразователя 5. Входпр еобр а зоват еля 8 я вля ет ся входомпреобразователя 5, выход которогосоединен с входом счетчика 9, выходтактовых импульсов - с выходом тактовых импульсов преобразователя 8, входзапуска которого соединен с первымуправляющим входом преобразователя 5,второй и третий управляющие входыкоторого соединены с входами сбросаи направления счета счетчика 9 соответственно. Блок управления содержит генератор 10 тактовых импульсов, выход которого через счетчик 11 импульсовсоединен с входом дешифратора 12. Первый,второй, третий и четвертый выходы дешифратора 12 соединены, соответственно, с первым, вторым, четвертыми третьим выходами блока 7 управления. Третий выход дешифратора 12 соединен с входами сброса первого 13,второго 14 и третьего 15 триггеров,пятый - с первыми входами первого 16,второго 17 и третьего 18 элементов И,шестой - с первым входом четвертого19 элемента И, второй вход которогосоединен с первым входом блока 7 ивторым входом третьего элемента И 18.Выходы элементов И 17, 18 и 20 соединены с входами установки, соответственно, триггеров 13 - 15, а выходэлемента И 16 соединен со счетным входом триггера 13, выход которого соединен с пятым выходом блока 7 управления. Второй итретий входы элемента И 16 соединены, соответственно,с выходами триггеров 14 и 15. Второйи третий входы элемента И 17 соединены, соответственно, с третьим и через инвертор 20 с четвертым входамиблока 7 управления.Измеритель работает следующимобразом,В первый такт измерения выходнойсигнал датчика 1 Холла П =(е+Пэ)где е - ЭДС Холла после преобразования в синхронном детекторе 4 поступает на преобразователь 8 напряжение - число импульсов. Результат преобразования в виде импульсов поступает на реверсивный счетчик 9, считающий в прямом направлении:И =К Ке+Пгде К,К - коэффициент преобразования, соответственно, синхронного детектора и преобразователя 8;Пэ - напряжение неэквипотенциальности. В первом такте реверсивный счетчик 9 всегда считает в прямом направлении, поскольку в первом такте триггер 13 приводится в нулевое состояние по сигналу, поступившему с выхода элемента И 17, на первый вход которого поступает управляющий сигнал (фиг, Зе) с пятого выхода дешифратора 12.В конце первого такта измеренияблокуправления производит коммутацию переключателя 2, Во второй тактс датчика 1 Холла на преобразователь8 напряжение - число импульсов поступает напряжение У =е+Бнэ. В зависи-мости от соотношения уровней еи Унэво втором такте производится суммирование или вычитание результатов измерений двух тактов.Когда 1 е Бнэ 1, в реверсивномсчетчике 9 производится суммированиерезультатов двух тактов, при неравенствее 1 с Бнэ- вычитание Результатов измерений. Если еъ 1 Бнэ 1,при положительном направлении магнитной индукции (+В) сработают триггеры14 и 15, при отрицательном направлении (-В) магнитной индукции триггеры14 и 15 не сработают. Элемент И 16дешифрирует состояние блоков 14 и 15и при таком режиме работы не изменяютсостояние триггера 13. Поэтому вовторой такт измерения реверсивный 25счетчик 9 работает сложнее13;+1 г К 1 К ех .Пнэ +К 1 Кг 1 ехПйэ.==2 К,К,е х,При ес Бэ работа устройствазависит от состояния уровней выходных ЗОсигналов датчика 1 Холла в оба тактаизмерения, определяемых направлениеммагнитной индукции. При отрицательномнаправлении магнитной индукции уровень выходного сигнала датчика 1 Хол 35да во второй такт измерения будетбольше, чем в первый такт, а при положительном направлении индукции магнитного поля выходной сигнал датчика 1 Холла в первый такт будет боль Оше, чем во второй такт.При положительном направлениимагнитной индукции во втором тактереверсивный счетчик 9 работает навычитаниеМ =И,-М =К, К Пнэе -К, Кг Бнэ е ==2 К КгехПри отрицательном направлении магнитной индукции во втором такте реверсивный счетчик меняет направлениесчета и начинает работать на сложение. В результате счетчик 9 зафиксирует число импульсов, пропорциональное ЭДС Холла:=К КгПнэ -е;551 г=К Кг 1 Пнэ +еИ =Ы,+И =2 К,К е.Повьппенйе точности измерения обусловлено тем, что в момент вычитания в реверсивном счетчике 9 производится блокирование блока управления, который вырабатывает сигналы управления лишь по окончании переходного процесса в счетчике 9.Формула и зобр ет ения1. Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий датчик Холла, токовый вход и сигнальный выход которого через переключатель соединены, соответственно, с выходом источника питания и входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с выходом источника питания, преобразователь напряжение - код, выход которого соединен с входом блока регистрации, блок управления, первый выход которого соединен с управляют щим входом переключателя, второй - с первым управляющим входом преобразователя напряжение - код, третий - с управляющим входом блока регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, четвертый и пятый выходы блока управления соединены, соответственно, с третьим и четвертым управляющими входами преобразователя напряжение - код, первый вход - с тактовым выходом преобразователя напряжение - код, выход счетных импульсов которого соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение - код, причем преобразователь напряжение - код содержит преобразователь напряжение - число импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика и выходом счетных импульсов преобразователя напряжение - код, вход которого является входом преобразователя напряжение - число импульсов, а выход - выходом реверсивного счетчика, выход тактовых импульсов - выходом тактовых импульсов пр еобра зователя напряжение - число импульсов, вход запуска которого соединен с первым управляющим входом преобразователя напряжение - код, второй и третий управляющий входы которого соединены с входами сброса и направления счета реверсивного счетчика, соответственно, причем выход синхронного детектора соединен с входом преобразователя напряжение - код.1404990 Фиг оставитель А.Сазоновехред М.Дидык Корректор Н,Корол ктор Н.Бобкова аказ 3100/50 Тираж 772 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССи открытийская наб., д,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород роектная, 4 2, Измеритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, выход которого через 5 счетчик импульсов соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй - с вторым выходом блока управления, третий - с четвер тым выходом блока управления и входами сброса первого, второго и третьего триггеров, четвертый - с третьим вы-. ходом блока управления, пятый - с первыми входами первого, второго и и третьего элементов И, шестой - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом блока управления и вторымвходом третьего элемента И, причемвыходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входамиустановки, соответственно, первого,второго и третьего триггеров, выходпервого элемента И соединен со счетным входом первого триггера, выходкоторого соединен с пятым выходомблока управления, причем второй итретий входы первого элемента И соединены с соответствующими выходамивторого и третьего триггеров, а второй и третий входы второго элемента И соединены, соответственно,с третьим и через инвертор с вторымвходами блока управления .1