Функциональный преобразователь

Своз Советских Соцналнстнцескнх РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВУВЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 24.03.78(5 4. Кл.2 6 06 б 7/26 Государствеиимй комитет Совета Мииис 1 ров СССР оо делам изооретений и открытий(72) Автор изобретения Р. Д. Моцэнашвили Институт кибернетики АН Грузинской ССР(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛРБОБРАЗОВАТЕЛЬ Изэбретение относится к области аналоговой вычислительнэй техники.Известны функциональные преобразователи, содержащие электромагниты с датчиками Холла в зазорах, усилители и масштабные резисторы 11, Однакэ такие преэбразэватели имеют сравнительнэ узкие функциональные вэзмэжнэсти.Наиболее близким техническим решением. к дашиному изобретению является функциональО ный преобразователь, содержащий три электромагнитаа, пя ть пар вс тречн э включе нных датчиковХолла, датчики Холла первэй, вт рой и третьей пар устанэвлены сээтветственно в зазэрах первогэ и третьегэ, а четвер З той ипятой пар - в зазэрах второгэ и третьего электромагнитов, масштабные резисторы и пять усилителей, вхэды котэрых соединены с выхэдами соответствующих пар датчиков Холла, выходы первэго и втэрогэ уси- О лителей подключены через соэтветствующие масштабные резисторы ко вхэдам датчиков Холла первэй и второй пар, установленных в зазоре третьегэ электрэмагнита, выход третьего усилителя соединен с обмоткой 25 первого электромагнита, выход четвертого усилителя является выходом преобразэвателя и подключен через соответствующиймасштабный резистор кэ входу датчика Холлачетвертой пары, установленного в зазоретретьего электромагнита, а выход пятогоусилителя пэдсэединен к обмотке втэрэгоэлектромагнита (2 . Недос та тк ом так эг э функци ональн ого преобразователя является то, что первые датчики Холла третьей и четвертой групп являются звеньями двухконтурных систем с, параметрической обратной связью. Это привэдит к дополнительным трудностям по устранению самовозбуждения системы, а также к аддитивной погрешности.Действительно, нестабильность магнитной индукции обусловлена не только нестабильностью первых датчиков Холла третьей и четвертэй групп, расположенных во втором электромагните, но и нестабильностью вторыХ датчиков той же группы, расположенных в третьем электромагните,а Кроме того, указанное устройство воспроизводиттолько нелинейную функцию с учетом членов разложения втэрого порядка.11 елью изобретения является повышениеточности и расширение области примененияпре образова геля,Это достигается тем, что предлагаемоеустройство содержит дополнительно два спаренных переключателя, входы которых соединены соответственно с четырьмя входами устройства, а выходы подключены через соответствующие масштабные резисторы соответственно к входам датчиков Холлапервой и третЬей пар, установленных в зазоре первого электромагнита, входу датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре второго электромагнита, и входу датчика Хэлла третьей пары, установленногов зазоре третьего электромагнита, входыдатчиков Холла второй и четвертой бар,установленных соответственно в зазорахпервого и второго электромагнитов, подключены через соответствующие масштабныерезисторы к пятому и шестому входам устройства. Вхэд датчика Холла пятой пары,установленного в зазоре второго электромагнита, через соответствующий масштабный резистор дополнительно соединен с выходом первого усилителя, а вход датчикаХолла пятой пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, подключенчерез соответствующие масштабные резисгоры соответственно к выходу второго усилителя и к седьмому входу устройства,На чертеже представлена схема функционального преобразователя,Функциональный преобразователь содержит электромагнит "1, в воздушном зазорекоторого размещены датчики Холла 2-4электромагнит 5 с датчиками Холла 6,7,размещенными внутри воздушного зазора,электромагнит 8 с датчиками Холла 9-13,размещенными внутри воздушного зазораего, усилители 14-18, входные клеммы19-25, выходную клемму 26 и переключатеди 27; 28,Выходы каждой из пар датчиков 2 и 9,3 и 10, 4 и 11, 6 и 12, 7 и 13 подключены ко входам усилителей . 14-18 соответственно. Выход усилителя 14 подключен,к входу датчика Холла 9 и вычигающемувходу датчика 7, Аналогично, выход усилителя 15 подключен к входу датчика 13,а выходы усилителей 16 и 18 подключенык обмоткам электромагнитов 1 и 5, выходже усилителя 17, - к выходной клемме 26и входу датчика Холла 12 через резистор29, Выходы переключателя 27 соединеныс входами датчиков Холла 2 и 4 через резисторы 30 и 31 соответственно, а выходыпереключателя 28 - с вычигающим входом датчика Холла 7 через резистор 32 и с. входом датчика Холла 11 через резистор33. Входные клеммы 21, 22 и 24, 2 Эподключены к входам перекдючатедей 27и 28 соответственно, а входные клеммы19; 20 к датчикам Холла 6 и 3 через резисторы 34 и 35 соответственно, а клемма25 - к вычитающему входу датчика 13 через резистор 36.у При подключении к клеммам 19, 24, 23,22, 21, 25 входных напряжений через соответст- вующие датчики Холла потекут токи. Обозначим через Во индукцию в зазоре алекгрэмагнига 8. В результате действия контура И обратной связи, образованного датчикамиХолла 4, 11 и усилителем 16, в зазореэлектромагнита 1 установится индукция В,при которой будет выполняться условиеЩ ВК агде ь и Ь - токи, протекающие через датчики 4, 11; К, К - коаффициенты преобразования тех же датчиков.2 ЬПри индукции В в зазоре алекгромагнига 1 в результате действия контура обратнойсвязи, образованного датчиками Холла 2,9, усилителя 14 в датчике 9 установитсятакой ток ь, при котором выполнитсяусловие35 где - ток, протекающий через датчик 2,К и К - коэффициенты преобразованиядатчиков 2 и 9,Аналогично, в результате действия контура обратной связи, образованного дагчика 40 ми 3, 3.0 усилителя 15 в датчике 10 уста-,новится такой ток , при котором выполнигся условиеКВ ь рКрВ,у (Ь) 45,где - ток, протекающий через датчик 3;К , К - коэффициенты преобразованиядатчиков Холла 3, 10.В зазоре электромагнита 5 установится о индукция В, определяемая действием контура обратной связи, образованного датчиками 7,1 Э усилителем 18 и алектромагнигом5Х,В (ьд ,)фК В (-), (ь)где ьи- токи, протекающие черезклеммы 24, 23; К и К - коаффициентыпреобразования датчиков Холла 7 и 13.6 О Ток ьхв датчике 12. определяется дейст. 60296 Эвием контура обратной связи, образованного датчиками 6, 12 и усилителем 17, Ток усгановигс таким, что будет иметь место равенств,о5О 2."Оа О "а, .(5)Ф Ъ где,0 и- токи, прогекаюшие через датчики 6 и 12; Ко и К - коаффициенты преобразования этих датчиков.Разрешив аги уравнения относительно соответствующих напряжений, получимЦЦ -Ю 5 Ю 2 ( )фц,ц-ц,ц15Это является решением системы двух уравнений с двумя неизвестными Ь и.,х +йц =622 Ч 2 фесли принять й , О 12 02, Ф 2 фУЗ25Х 2 Ч у ф ф 62, 5Таким образом, при положении,переключателей, показанном на чертеже, выходНое напряжение устройства равно одному из корней уравнения. При переключении жв пере- З 0 ключателей 27, 28 работа устройства описывается следующим уравнениемЦ -ц 6 6 С, 05 О-УО. г. О ф 35 222 2 Н 12) Ьчто являетоя другим корнем системы двух линейных уравнений с двуми неизвестными. Ц в выражениях (6) и (7) является масштабным напряжением.Таким образом устройство обеспечивает получение обоих корней уравнений, При этом исключаются погрешности, обусловленные нелинейной зависимостью магнитной индукции от гока возбуждения алектромагни 45 тов.Устройство допускает получение корней уравнений при изменяющихся во времени коаффициенгах уравнений.50формула из обре генияфункциональный преобразователь, содержащий три алектромагнита, пять пар встречно включенных датчиков Холла, датчики Холла первой, второй и третьей пар усгановлены соответственно в зазорах первого и третьего, а четвертной и пятой пар - в зазорах второго и третьего электромагнитов, масштабные резисторы и пять усилителей, входы которых соединены с выходами соответствующих пар датчиков Холла, выходы первого и второго усилителей подклк чаны через соответствующие масштабные резисторы ко входам датчиков Холла первой и второй пар, установленных в зазоре третьего электромагнита, выход третьего усилителя соединен с обмоткой первого электромагнита, выход четвертого усилителя является выходом преобразователя и подключен через соответствующий масштабный резистор ко входу датчика Холла четвертой пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, а выход пятого усилителя подсоединен к обмотке второго электромагнита, о г л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, он содержит два спаренных переключателя, входы которых соединены соответственно с четырьмя входами устройства, а выходы подключены через соответствующие масштабные резисторы соответственно ко входам датчиков Холла первой и третьей пар, установленных в зазорах первого электромагнита, входу датчика Холла пятой пары, ,установленного в зазоре второго электромагнита, и входу датчика Холла третьей нары установленного в зазоре третьего электромагнита, вхэды датчиков Холла вто- рой и четвертой пар, установленных соответственно в зазорах первого и второго алек тромагыитэв, подключены через соот вегствующие масштабные резисторы к пятому и шестому входам устройства, вход дат чика Холла пятой пары, установленного в зазоре второго алектрэмагнита, через соответствующий масштабный резистор допол-. нительно соединен с выходом первого усилителя,а вход датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре третьего алектромагнига, подключен через соответствующие масштабные резисторы соответственно к. выходу второго усилителя и к седьмому входу. устройства.Источники информации, принятые во внимание при акспергизе:1. Богомолэв В. Н. Устройства с датчиками Холла и датчиками магнитосопротивления, Госэнергэиздаг, М-Л., 1961, гл. 7, с. 100-144.2. Авторское свидетельство СССР % 408328, кл. 8 06 Ст 7/26, 1971,Составитель И, ШелиповаРедактор М. ТрофимоваТехред М. Келемеш Корректор Л. Небола Филиал ППП Пате г. Ужгород, ул. Проектиа 1854/46ЦНИИ НИ Государспо11 ЗОЗ Тираж 826венного комиелам изобрет Москва, ЖПодписноетета Совета Министров СССний и открытий35, Раущская наб., д. 4/5