Устройство для возбуждения индукционных датчиков

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛ ИСТИЧРЕСПУБЛИК О 1 К 33 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ(54 ст дств ого поля.4.ССР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИ(56) Афанасьев Ю,В. и др, Сизмерений параметров магнитЛ.: Энергия, 1979, с. 223-2Авторское свидетельствоФ 265183, 1968,) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ(5) Изобретение относится к магнитным измерениям. Устройство для воз буждения индукционных датчиков содержит генератор 1, преобразователь 2 сигналов генератора, содержащего делитель 3 частоты, блок 4 управления и мультиплексоры 5, 6, усилитель 7 мощности, индукционный датчик 8Устройство имеет повышенную точность воспроизведения импульсов возбуждения с одновременным уменьшением нелинейных искажений по четным гармони-: кам. 3 ил. 2. табл.Изобретение, относится к магнитнымизмерениям и может быть использовано в средствах измерений, испытаний и и контроля, применяемых при разработке, изготовлении и испытаниях феррозондовых магнитометров, магнитных компасов и приборов на их основе.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения импульсов воз буждения с одновременным уменьшением нелинейных искажений по четным гармоникам.На фиг. 1 представлена функциальная схема устройства для возбуждения 15 индукционных датчиков; на фиг. 2принципиальная схема блока управлечия устройства для возбуждения индукционных датчиков; на Фиг. 3 - временные диаграммы Формирования напряжения возбуждения с длительностью импульсаЛ8Устройство (фиг. 1) содержит гене ратор 1, преобразователь 2 сигналовгенератора, включающий делитель 3частоты, блок 4 управления для управления работой двух мультиплексоров5 и 6, усилитель 7 мощности для согласования устройства с индукционнымдатчиком 8 по мощности.Генератор 1, например мультивиб, ратор, вырабатывает импульсы прямо.угольной Формы, которые с выхода генератора 1 поступают на делитель 3 35частоты.Делитель частоты представляет собой синхронный двоичный делительчастоты с выходом 11, -Цс частотамиЛ40Й,-Г, соответственно причем частоты связаны соотношением Х =22 =41 =Л2 3.,2 где и 1 2 3,Минимальная частота Х, соответстйвует частоте формируемого напряжениявозбуждения П , Соотношение 1 между45ВоФчастотами Х, и Е определяется дискретностью формирования длительностипрямоугольных имнульсов напряжения,2 Бвозбуждения ш-" -- где щ - дискретГ ность формирования длитепьности пря:- - амоугольного импульса с 1=,ГТНапример, при дискретности ш= -- устройство формирует напряжения возбуждения с длительностями прямоуголь 33 ЗЛ 1ных импульсов84" 82 33При этом коэффициент 1=-=16,ь а количество выходов делителя 3 часто. ты составляет 11=1 оц 1:=1 оя 16:4.2Напряжение Ц, с частотой Г с выхода делителя 3 частоты поступает на один из входов блока 4 управления, Напряжения Ц -Ц с частотами й -Г соответственйо с выходов делителя 3 поступают на вторые (адресные) входы мультиплексоров 5 и 6.Блок 4 управления представляет собой коммутационное устройство, например галетный или кнопочный переключатель и т.д. На Фиг. 2 изображен галетный переключатель на 3 направленйя и 5 положений. На неподвижные контакты галетного переключателя подаются сигналы Ц , - Ои и н1"1(Фиг, 1 и 2). Подвижные контакты галетного переключателя соединяются с информационными входами мультиплексоров 5 и 6, На выходах блока управления формируется комбинация из сигналов, поступающих на его входы от делителя 3 частоты и источника питания (соответствующих "0" и "1"), которая определяет длительность прямоугольных импульсов Формируемого напряжения возбуждения П . Сигналы с выходов блока 4 управВооления поступают на первые (информационные) входы мультиплексоров 5 и 6.Мультиплексоры 5 и 6 представляютсобой комутаторы напряжения прямоугоцьной формы, На входы обоих мультиплек."соров (Фиг.1) поступают идентичные сигналы от делителя 3 частоты иблока 4 управления, На выходах мультиплексоров при этом формируются прямоугольные импульсы У у , одинаковые по длительности и периоду повторения, но сдвинутые по Фазедруг относительно друга на 180 (Г). Последнее достигается за счет того,что одинаковые входные сигналы подаются на разные входы мультиплексоров, Выходные сигналы мультиплексоровпоступают на уСилитель 7 мощности,который служит для согласования выходов мультиплексоров 5 и 6 с нагрузкой 8 (например, с индукционным датчиком, построенным на Феррозонде)по мощности и представляет собой,например, инвертор, 1406543Устройство работает следующимобразом,Генератор 1 вырабатывает напряжение прямоугольной импульсной формы -меандр, которое поступает на преоб 5разователь 2 сигналов генератора,в котором делится по частоте делителем 3 частоты (см. фиг. 1) . На выходе делителя вырабатываются напряжеОния 11 -Б с частотами Е -Г соответиственно.Сигнал Б 1 с частотой 1, поступаетна один из входом блока 4 управления,На два других входа блока 4 управления подаются сигналы, соответствующие "0" и "1" (например, от источника питания), На выходе блока 4 управ"ления формируется комбинация из сигналов, поступающих на его вход, Этакомбинация сигналов определяет длительность импульсов напряжения, воэ-.беждения, вырабатываемого устройством. Сигналы с выходов. блока 4 управления поступают на первые (информационные) входы двух мультиплексоров5 и б, Одновременно на вторые (адресные) входы мультиплексоров от делителя 3 частоты поступают сигналыБ -П с частотами Ю -Г соответственно. Как уже отмечалось выше, навыходе каждого из мультиплексоров 5и 6 при этом формируется сигнал в виде однополярных прямоугольных импульсов (71, У, - фиг, 1) с частотой йи длительностью импульсов, определяемой блоком 4 управления, причем этисигналы одинаковы по длительности ипериоду следования импульсов, но сдвинуты по фазе друг относительно другана 180 (1),С выходов мультиплексоров 5 и 6(табл. 1 и 2) ейгналы поступают навходы усилителя 7 мощности. При этомна выходе усилителя 7 мощности формируется напряжение возбуждения индукционного датчика в виде знакопеременных прямоугольных импульсов с частотой Е 1, и длительностью 7 .Рассмотрим работу мельтиплексоров5 и 6. Обозначим инфомационные входы50каждого мультиплексора Х, ХХ, Х, Х, Х, Х, Х, выход муль6 фтиплексора 5 - 7 , а мультиплексора6 - Т55Представим импульсные последовательности, получаемые на выходахмультиплексоров 5 и 6 (фиг. 1) У,и У соответственно как функции четырех переменных 01 -Б . В табл. 1 У, и Упредставлены как функции 01-П .Формирование напряжения возбуждения происходит, как видно иэ табл. 1, за 16 тактов, Длительность 16 тактов соответствует периоду формируемого напряжения возбуждения, т.е.2 а один такт -- .й8На фиг, 3 показаны временныедиаграммы формирования напряжениявозбуждения с длительностью импульЛса 1. = -- составленные на основании8сопоставления значений У и Ув1табл. 1. Из фиг. 3 следует, что У 1 сдвинуто относительно У на 180(й). Сопоставляя значения 1 и У для всех длительностей им 1пульсов напряжения возбуждения 7 получим, что У и У сдвинуты друг относительно друга на 180(Я) во всех рассматриваемых случаях.Мультиплексор представляет собой коммутатор сигналов. Коммутация осуществляется управляющими сигналами (адресами), поступающими на адресные входы мультиплексора. При сопоставлениизначений У и У для каждого значения 6 ( см. табл. 1) получается, чтоХ иХ, Х иХ,Х иХ 6 соответ ственно мультиплексоров 5 и 6 можно попарно объединить, т.к: на них подаются одинаковые сигналы. Например, рассмотрим Уи У при формировании напряжения возбуждения с длительностью импульса 7 = в в . Для форми 8рования такого напряжения необходимо на входы Х, и Х мультиплексоров 5 и б соответственно подавать 111, тогдас приходом адреса 000 (о , 11, П) в первом такте У будет йметь значение 01, т.е. 1, а с приходом адреса 100 (П, Пз, Б ) в 9-м такте У будет иметь значение Б , т.е.1 фЗначение Уи У последовательно для всех значении , приведенных в табл. 1, представлены в табл. 2Остальные входы соединяются с шиной фО".Таким образом, чтобы получить любую из указанных длительностей импульсов напряжения возбужде 1 шя иа объеди - ненные входы мультиплексоров 5 и б с блока управления долбень, ндаваться.О 0 0 0 0О 0 8 0 О 0 О 0 0 1 0 1 О 1 О1 1 0 112 1 1 013 10 О 0 Х О 0 1 О 0 О О 0 14 О 0 0 О О О О 0 кодовые комбинации, приведенные в табл. 2. В общем случае при произвольном количестве входов мультиплек - соров Р:2,4,82 ", где п=12,3 объединяются х входы мультиплексора 5, где с=0,1,2 Г, сХ .+ Е входами мультиплексора 62Ф Формула изобретения Устройство для возбуждения индукционных датчиков, содержащее последовательно соединенные генератор, перестраиваемюй преобразователь сигнапов генератора в знакопеременные прямоугольные импульсы с изменяемой дли-. 20 тельностью импульсов и последовательно соединенные усилитель мощности и индукционный датчик, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения импульсов возбуждения, преобразователь сигналов генератора выполнен в виде делителя частоты, блока управления и первого и второго мультиплексоров, при этом вход делителя частоты подклю" чен к выходу генератора, первый выход - к первому входу блока управления, выходы которого подключены к первым входам первого и второго муль+ типлексоров, адресные входы которых присоединены к остальным выходам делителя частоты, выходы мультиплексоров присоединены к входам усилителя мощности.Т аб лица 11406543Составитель Техред И. Ве ШульгинКоррект актор М. Решетник на аказ 372 эводственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, Ф оектная Тираж 772 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, РаушскПодписноемитета СССРо гкрытийя наб., д, 4/5