Устройство для измерения индукции переменного магнитного поля Советский патент 1989 года по МПК G01R33/02 G01R33/07 

, Изобретение относится к электро- . |мерительной технике и может быть йпользовано для измерения магнитной И1рдук1щи переменного магиитногр поля,

Цель изобретения - попьшение точ- HcjicTH при одновременном увеличении адежности за счет упрощения.

На чертеже приведена структурная устройства,10

Устройство содержит гбнер.атор 1 рямоугольных импульсов, преобразоатель Холла 2, широкополосньЛ усиитель 3, ключи 4 и 5, вьтрямители 6-8 блоки 9-П запоминания 6jjoK 12 15 эадержки, блок 13 деления, нелинейый преобразователь 14, перемножи- 15 и регистрирующий блок 16,

Выход генератора I соединен с управляющими входами преобразователя 20 2, ключей 4 и 5 и входом блока 12, усипителя 3 соединен с выходом преобразователя 2, а выход - с сиг- н;1льными входа #и ключей А и 5, выхо- которых соединены с входами вы- 25 п ямителей 6 и 7 соответственно,Выход блока 12 соединен с управляющими входами блоков 9-П. Сигнальные вкоды блоков 9 и 10 соединены с выходами вьтрянителей 6 и 7 соответст- ЗО в(нно, а выходы с первым и вторым . входами блока 13, Вход преобразователя 14 соединен с выходом 13, а выход - с входом перемножителя 15, В ророй которого соединен с выхо-35 дом ключа 4, а выход.- с входами ело ка 16 и вьшрямителя 8, соединенного В1| 1ходом с сигнальным входом блока, 11.

Устройство работает следующим об- рАзом, 40

Генератор I формирует последова- т льность прямоугольных импульсов Д |1ительностью t со скважностью 2, к(|)торые поступают на управляющие вхо- д|Ц преобразователя 2, ключей 4 и 5 и 45 блока 12, Под действием этих импульсов преобразователь 2 возбужда- е1гся, С его выхода на вход усилителя 3 во время действия генератора 1 по- с1гулает напряжение U, i определяемое Q полезным сигналом и наводкой, а во в|ремя паузы - напряжение U, опрёде- л|яемое только индукционной наводкой. Напряжения и и Q определяютсй уравнениямиее{- - -- и„„с+ ««« sin(+S);

.c.Ms if i

(I)

и.

f arctK

JHMOM

/HaH

и„ КвК9л(,

где t - текущее время;

( - круговая частота магнитной

индукции;

UH - амплитуда напряжения индукционной наводки;

a«c Холла;

V - фазовый сдвиг между напряжением индукционной наводки и суммарным напряжением ЭДС Холла и индукционной наводки,

Усиленное усилителем 3 напряжение с выхода преобразоват еля 2 посту- лает через ключи 4 и 5 на входы выпрямителей 6 и 7 соответственно«Ключи 4 и 5 под действием импульсов генератора переключа ются в противо- фазе. Во время действия кчпульса клкЛ 4 открыт, а ключ 5 закрыт, а во время паузы ключ 4 закрыт, а ключ 5 открыт.

На выходе выпрямителя 6 во время действия импульсов генератора 1 об- разуется постоянное напряжение определяемое уравнением

|( 2)

где К - коэффициент усиления усили-теля 3;

Кв - коэффициент передачи, выпрямителя 6,

которое поступает на сигнальный вход блока 9,

На выходе выпрямителя 7 во время пауз между импульсами генераторе I образуется постоянное напряжение Uty определяемое уравнением

U4e :KyKjUM,,. (3)

Импульсы с выхода генератора 1 через блок 12.поступают на управляющие входы блоков 9-11. Время задержки блока 12 выбирается и.э. условия

:

где Сп - время переходных процессов

в выпрямителях 6 и 7. Обновление информации в блоках

9и 11 осуществляется по передний X фронтам импульсов с выхода блока-12 а в блоке 10 - по задним фронтам этих импульсов. Поэтому с каждый HOBIM импульсом генератора 1 в блоках 9- и

10запоминаются установивтиесц эначення сигналов U,e и изйсоответствен- нб и хранятся в течение всего периода следования импульсов генератора I

Сигналы с выходов блоков 9 и 10 поступают на первый и второй входы блока 13, на выходе которого формируемся постоянное напряжение

u,v

Uw

О

t

При выборе коэффициентов перада и выпрямителей 6 и 7 одинаковыми с учетом уравнений (1)-(3) можно записать

sin . (4)

u,j

налс Кнаке

Напряжение Uij поступает на вход преобразователя 14, на выходе которого образуется напряжение 4 в соответствии с уравнением

iUsinV cosV ,

(5)

которое поступает на вход перемножителя 15,

На второй вход перемножителя 15 поступает сигнал U с выхода ключа 4. На выходе перемножителя 15 во время действия импульсов генератора I образуется сигнал , равный произведению сигналов на его входах, который поступает на входы выпрямителя 8 и блока 16.

С учетом уравнений (И и (5) получают ,

и,5 КбК91|и« „-ьи, совЧ 6ln(ot+V) или

и, KjUx, sin (ot+40. Поступивший на вход выпрямителя

15

20

переменного магнитного поля, содер жащее последовательно соединен гые нератор прямоугольных импул сов,пр образователь Холла и широкополосны усилитель, первый и второй ключи, сигнальные входы которых соединены с выходом широкополосного усилител а управляющие входы - с выходом ге нератора прямоугольных импульсов, регистрирующий блок, первый выпрями тель, блок задержки, вход которого соединен с выходом генератора прямо угольных импульсов, второй и третий выпрямители, входы которых соединен с выходами соответственно первого и 25 второгб ключей, а также первый и вт рой блоки запоминания, управляющие входы которых объединены, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при одновременно увеличении надеясности, в него введе ны последовательно соединенные блок деления, нелинейный преобразователь и перемножитель, а также третий блок запоминания, сигнальный вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а управляющий вход-- с выхо дом блока задержки и управляющими входами первого и второго блоков за- ттоминания, сигнальные входы первого 40 и второго блоков запоминания соединены с выходами соответственно второго и третьего выпрямителей, а выхо ды - соответственно с первым и вто- рьм входами блока деления, второй

30

35

8 сигнал вьтрямляется и запоминается блоком 10,

На выходе блока 10 формируется

, .n,«f,., илика деления, ВТОПОЙ

ное 45 вход перемножителя подключен к BL- значению измеряемойду первого ключа, а вькод - к входам

ги1тпГ± « t/ - Регистрирующего лока и первого выгистрирующего блока 16 поступает гар- прямителя.

449953

монйческий сигнал, частота которого равна частоте измеряемой магнитной индукции, а амплитудное значение g пропорционально амплитудному значению измеряемой магнитной индук-даи.

10

Формулаизобрете.ния Устройство дпя измерения индукции

15

20

переменного магнитного поля, содержащее последовательно соединен гые ге нератор прямоугольных импул сов,преобразователь Холла и широкополосный усилитель, первый и второй ключи, сигнальные входы которых соединены с выходом широкополосного усилителя, а управляющие входы - с выходом генератора прямоугольных импульсов, регистрирующий блок, первый выпрямитель, блок задержки, вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, второй и третий выпрямители, входы которых соединены с выходами соответственно первого и 25 второгб ключей, а также первый и второй блоки запоминания, управляющие входы которых объединены, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при одновременном увеличении надеясности, в него введены последовательно соединенные блок деления, нелинейный преобразователь и перемножитель, а также третий блок запоминания, сигнальный вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, а управляющий вход-- с дом блока задержки и управляющими входами первого и второго блоков за- ттоминания, сигнальные входы первого 0 и второго блоков запоминания соединены с выходами соответственно второго и третьего выпрямителей, а выходы - соответственно с первым и вто- рьм входами блока деления, второй

30

5

f,., илика деления, ВТОПОЙ

5 вход перемножителя подключен к BL- ду первого ключа, а вькод - к входам

Изобретение относится к электро измерительной технике. Цель изобретения - повытение точности при одновременном увеличении надежности за счет-упрощения. Устройство содержит генератЬр 1 прямоугольных и мпуль- сов, преобразователь Холла 2, широкополосный усилитель .3, ключи 4 и 5, выпрямители 6, 7 и В, блоки. 9, 10 и 11 запоминания, блок 12 задержки, блок 13 деления, нелинейный npeotJ- разователь 14, перемножитель 15, регистрирующий блок 16. Введение по-, следовательно соединенных блока деления, нелинейного преобразователя, перемножителя, третьего блока запоминания позволяет повысить точность при одновременном увеличении надежности. I ил.