Цифровой измеритель магнитной индукции

Изобретение относится,к областимагнитных измерений и может бытьиспользовано для прецизионного изме"рения в широком диапазоне индукциипостоянных магнитных полей.Цель изобретения - повышение точности измерения,На чертеже изображена блок-схемацифрового измерителя магнитной индукции, Схема состоит из датчикаХолла 1, переключателя 2, источника3 питания, синхронного детектора 4,преобразователя 5 напряжение - числоимпульсов, счетчика 6, двоично-деся-.тичного дешифратора 7, цифровогоотсчетного устройства 8, блока 9управления, элементов И 10 и 11,триггера 12 и 13, дешифратора 14,индикатора 15 знака, элемента И 16,триггера 17, индикатора 18.Токовые электроды датчика Холла1 соединены с входами переключателя2. Потенциальные электроды датчикаХолла 1 соединены с входами переключателя 2. Выход нсреключателя 2 сое"динен с сигнальным входом синхронного детектора 4, Выход переключателя2 соединен с общим (корпусом) входом синхронного детектора 4. Управляющий вход синхронного детектора 4соединен с управляющим выходом источника 3 питания. Сигнальные выхо-.ды источника 3 питания соответственно соединены с входами переключателя 2. Управляющий вход переключателя 2 соединен с первым выходом блока9 управления,Выход синхронного детектора 4 соединен с первым входом преобразователя 5 напряжение - число импульсов,второй вход которого соединен с вторым выходом 19 блока 9 управления.Первый выход преобразователя 5 напряжение - число импульсов соединенс первым входом счетчика б и единичным входом триггера 17, Второй выход преобразователя 5 напряжение -число импульсов соединен с первымивходами элементов И 10 и 11,Вход счетчика 6 соединен с первымн входами двоично-десятичного дешифратора 7 и элемента И 16, второйустановочный нулевой вход счстчика6 соединен с первым выходом дешифра 55тора 14, третий установочный нулевой вход счетчика 6 - с третьим выходом блока 9 управления, второйвход двоично-десятичного дешифрато-ра 7 - с четвертым выходом блока 9управления, выход двоично-десятичного дешифратора 7 - с входом. цифрового отсчетного устройства 8.Пятый вход блока 9 управления соединен с вторым входом элемента И 10,шестой выход блока 9 управления соединен с вторым входом элемента И 11,седьмой выход блока 9 управления соединен с нулевыми входами триггеров12 и 13, восьмой выход блока 9 управления соединен с первым входом дешифратора 14, девятый выход блока 9управления соединен с вторым входомэлемента И 16,Выход элемента И 10 соединен сединичным входом триггера 12, выходэлемента И 11 соединен с единичнымвходом триггера 13. Выход триггера12 соединен с вторым входом дешифратора 14, выход триггера 13 соединенс третьим входом дешифратора 14, второй и третий выходы дешифратора 14соединены соответственно с первым ивторым входами индикатора 15 знака.Выход элемента И 16 соединен с нулевым входом триггера 17, выход триггера 17 соединен с входом индикатора 18.Работа устройства происходит вдва такта измерения, В первый тактизмерения выходной сигнал Ц1= (+ "х + П нэ) датчика Холла 1 поступает через переключатель 2 и синхронный детектор 4 на преобразователь5 напряжение - число импульсов, Результат преобразования в виде импульсов поступает на счетчик б1, = К 1 КтХ + П НЭ/где К, - коэффициент преобразованиясинхронного детектора;К - коэффициент преобразованияпреобразователя напряжениечисло импульсов;1 х ЭДС Холла;6,1 Э - напряжение неэквипотенциальности.В конце первого такта блок 9 управления коммутирует переключатель 2. Во второй такт измерения выходной сигнал датчика Холла 1 будет П = (+1 - Пиэ). Это напряжение через синхронный детектор 4 поступает на преобразователь 5 напряжение - число импульсов, откуда в вйде последовательности импульсов поступает иа счетчик б . В зависимости от соот4 6 5 158389ношения 1и Бпроизводитсясуммирование результатов кодированиядвух тактов или обнуление показанийсчетчика 6,При1 ) П производится суммирование результатов кодирования 1 О 15 40 45 Формула из обретения- П,+П,= К,К,1 х + П нэ ++ КК 211 я Пкэ2 К 1 Кг 1 х12 (1 х 11 нэ)При1(БяэГпроизводитсясуммирование результатов кодированияа затем показания счетчика 6 обнуляются,Информация о суммировании результатов кодирования двух тактов илиобнулении показаний счетчика 6 выделяется с помощью элементов И 10и 11 триггеров 12 и 13 и дешифратора 14.В первом такте запоминается полярность выходного сигнала детектора 4, соответствующая направлениюмагнитной индукции, определяемаяпреобразователем 5 напряжение - число импульсов. В первом такте срабатывают элемент И 1 О и триггер . 12,а во втором также - элемент И 11 итриггер 13,После второго такта измерениядешифратор 14 выдает знак выходногосигнала датчика Холла 1 на индикаторзнака. Когда 1 1 Пд и +В (магнитная индукция), срабатывают элемент И 10 и триггер 12 в первом такте измерения, поскольку на оба входа элемента И 10 поступают разрешающие потенциалы. Выходной сигналэлемента И 10 переводит триггер 12в единичное состояние. Во второмтакте измерения на оба входа элемента И 11 поступают разрешающие потенциалы. Элемент И 11 срабатывает ипереводит триггер 13 в единичноесостояние, Дешифратор 14 после окончания второго такта измерения выдает разрешающий потенциал по шине"+" на индикатор 15 знака,Когда 1)П- В, триггеры12 и 13 не срабатывают, посколькув первый такт на второй вход элемента И 10, а во второй такт на входэлемента И 11 с преобразователя напряжение - число импульсов поступаетзапрещающий потенциал. Дешифратор14 после окончания второго такта измерения выдает разрешающий потенциалпо шине "-" на индикатор 15 знака. Котда1 (Бэ 1, независимо от направления индукции полярности вы- ходного сигнала датчика Холла 1 будет + в первом такте и - во втором такте измерения.Поэтому в первый такт на оба входа элемента И 10 поступают разрешающие потенциалы, он срабатывает и переводит триггер 12 в единичное состояние, Во втором такте через элемент И 11 не проходит управляющий сигнал и триггер 13 остается в первоначальном состоянии, После второго такта измерения срабатывает дешифратор 14 и выдает сигнал начальной установки на счетчик 6,который устанавливается в нулевое состояние. Результат измерения, хранящийся в счетчике 6, считывается цифровым отсчетным устройством 8, а направление индукции - индикатором 15 знака.Работоспособность прибора при его нулевых показаниях определяется следующим образом.При нулевом неработоспособном приборе, когда его показания равны нулю в конце второго такта измерения, срабатывает элемент И 16 и переводит триггер 17 в. единичное состояние.При этом загорается индикатор 18,При нормальном функционировании прибора на вход счетчика 6 с преобразователя напряжение - число импульсов поступает хотя бы один счетный импульс. Этот импульс переводит триггер 17 в нулевое состояние. При этом индикатор 18 не горит. Поскольку обнуление счетчика 6 производится после окончания второго такта измерения, то схема И 16, настроенная на нуль, не срабатывает, так как в счетчике 6 не находится текущий код. Цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий последовательно соединенные датчик Холла, переключатель, синхронный детектор, преобразователь напряжение - число импульсов, счетчик, двоично-десятичный дешифратор, цифровое отсчетное устройство, причем знаковый выход преобразователя напряжение - число импульсоев соединен с первыми входами пер вого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с еди" ничным входом первого триггера, выход второго элемента И соединен с единич1583894 Составитель В. ВеличкинРедактор А. Козориз Техред Л,Сердюкова Корректор И. Пожо Заказ 2253 Тираж 571 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ным входом второго триггера, выходкоторого соединен с первым входомдешифратора, второй вход которогосоединен с выходом второго триггера,выход дешифратора соединен с первымнулевым установочным входом счетчика, второй и третий выходы дешифратора соответственно соединены с первыми вторым входами индикатора знака,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения,в него введены третий элемент И,триггер, индикатор и блок управления, управляющие выходы которого соединены с управляющим входом переключателя, с входом запуска преобразователя напряжение - число импульсов,с вторым нулевым установочным входомсчетчика, с вторым входом первогоэлемента И, с вторым входом второгоэлемента И, с первым входом третьегоэлемента И, с нулевыми входами первого и второго триггеров,с вторым входом двоично-десятичного дешифратораи с третьим входом дешифратора, второй вход третьего. элемента И соединен с выходом счетчика, вход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, единичный вход которогосоединен с выходом третьего элемента И, причем выход третьего триггера соединен свыходом индикатора.