Цифровой измеритель магнитной индукции Советский патент 1990 года по МПК G01R33/07 

сл

00

со

00

со

Ј

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции постоянных магнитных полей.

Цель изобретения - повышение точности измерения,

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерителя магнитной индукции . Схема состоит из датчика Холла 19 переключателя 2, источника 3 литания, синхронного детектора 4, преобразователя 5 напряжение - число импульсов, счетчика 6, двоично-десятичного дешифратора 7, цифрового отсчетного устройства 8, блока 9 управления, элементов И 10 и 11, триггера 12 и 13, дешифратора 14, индикатора.15 знака, элемента И 16, триггера 17 индикатора 18.

Токовые электроды датчика Холла

1соединены с входами переключателя 2„ Потенциальные электррды датчика Холла I соединены с входами переключателя 2. Выход переключателя 2 соединен с сигнальным входом синхронного детектора 4. Выход переключателя

2соединен с общим (корпусом) входом синхронного детектора 4. Управляющий вход синхронного детектора 4 соединен с управляющим выходом источника 3 питания. Сигнальные выходы источника 3 питания соответственно соединены с входами переключателя 2, Управлчющий вход переключателя 2 соединен с первым выходом блока 9 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 соединен с первым входом счетчика б и единичным входом триггера 17, Второй выход преобразователя 5 напряжение - число импульсов соединен с-первыми входами элементов И 10 и И.

Вход счетчика 6 соединен с первыми вгода1-Я1 двоично-десятичного дешифратора 7 и элемента И 16, второй установочный нулевой вход счетчика 6 соединен с первым выходом делшфра- тора 14 третий установочный нулевой вход счетчика 6 - с третьим выходом блока 9 управления, второй вход двоично-десятичного дешифрато-

0

5

0

5

0

5

ра 7 - с четвертым выходом блока 9 управления, 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 ИИ, седьмой выход блока 9 управления соединен с нулевыми входами триггеров 12 и 13, восьмой выход блока 9 управления соединен с первым входом дешифратора 14, девятый выход блока 9 управления соединен с вторым входом элемента И 16.

Выход элемента И 10 соединен с единичным входом триггера 12, выход элемента И 11 соединен с единичным входом триггера 13. Выход триггера 12 соединен с вторым входом дешифратора 14, выход триггера 13 соединен с третьим входом дешифратора 14, второй и третий выходы дешифратора 14 соединены соответственно с первым и вторым 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 в два такта измерения. В первый такт измерения выходной сигнал U (Их + и нэ) датчика Холла 1 поступает через переключатель 2 и синхронный детектор 4 на преобразователь 5 напряжение -число импульсов. Результат преобразования в виде импульсов поступает на счетчик 6

40

Nf KjKjlx 4 UH9|,

5

0

5

где KI - коэффициент преобразования

синхронного детектора; К4 - коэффициент преобразования преобразователя напряжение- число импульсов; 1х - ЭДС Холла;

Ujjg - напряжение неэквипотенциально сти„

В конце первого такта блок 9 управления коммутирует переключатель 2. Во второй такт измерения выходной сигнал датчика Холла 1 будет U2 - (-1х н) Это напряжение через синхронный детектор 4 поступает на преобразователь 5 напряжение - число импульсов, откуда в виде последовательности импульсов поступает на счетчик 6 . В зависимости от соот

ношения |1Х| и IUH3| производится суммирование результатов кодирования двух тактов или обнуление показаний счетчика 6.

При |1„| lUцэ производится сум- мирование результатов кодирования

U ШИ + |UZ| К,Кг|1 + инэ| +

+ К,Кг|1, - ию| 2КтКг1х , U2 (1Х ).

При I1Х I I иНэГ производится суммирование результатов кодирования; а затем показания счетчика 6 обнуляются.

Информация о суммировании результатов кодирования двух тактов или обнулении показаний счетчика 6 выделяется с помощью элементов И 10 и 11 триггеров 12 и 13 и дешифратора 14.

В первом такте запоминается полярность выходного сигнала детектора 4, соответствующая направлению магнитной индукции, определяемая преобразователем 5 напряжение - число импульсов. В первом такте срабатывают элемент И 10 и триггер 12, а во втором также - элемент И 11 и триггер 13.

После второго такта измерения дешифратор 14 выдает знак выходного сигнала датчика Холла 1 на индикатор знака. Когда и +В (магнитная индукция), срабатывают эле- мент И 10 и триггер 12 в первом такте измерения, поскольку на оба входа элемента И 10 поступают разрешающие потенциалы. Выходной сигнал элемента И 10 переводит триггер 12 в единичное состояние. Во вторам такте измерения на оба входа элемента И 1 1 поступают разрешающие потенциалы. Элемент И 11 срабатывает и переводит триггер 13 в единичное состояние. Дешифратор 14 после окончания второго такта измерения выдает разрешающий потенциал по шине + на индикатор 15 знака.

Когда Ujfl lU I В триггеры 12 и 13 не срабатывают, поскольку в первый такт на второй вход элемента И 10, а во второй такт на вход элемента И 11 с преобразователя напряжение - число импульсов поступает запрещающий потенциал. Дешифратор 14 после окончания второго такта измерения выдает разрешающий потенциал по шине - на индикатор 15 знака.

5

5

0

5 0 5

0 5

Когда | 1 1 инэ|, 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 П 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.

Формула изобретения

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 чмпуль- соев соединен с первыми входами пер- , вого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, выход второго элемента И соединен с единич715838948

ным входом второго триггера, выход iтеля напряжение - число импульсов, которого соединен с первым входомс вторым нулевым установочным входом дешифратора, второй вход которогосчетчика, с вторым входом первого соединен с выходом второго триггера,элемента И, с вторым входом второго выход дешифратора соединен с первымэлемента И, с первым входом третьего нулевым установочным входом счетчи-элемента И, с нулевыми входами перво- ка, второй и третий выходы дешифрато-го и второго триггеров,с вторым вхо- ра соответственно соединены с первымдом двоично-десятичного дешифратора и вторым входами индикатора знака, JQи с третьим входом дешифратора, вто- отличающийся тем, что,рой вход третьего элемента И соеди- с целью повышения точности измерения,нен с выходом счетчика, вход которо- в него введены третий элемент И,го соединен с нулевым входом третье- триггер, индикатор и блок управле-го триггера, единичный вход которого ния, управляющие выходы которого сое- J5соединен с выходом третьего элемен- динены с управляющим входом переклю-та И, причем выход третьего тригге- чателя, с входом запуска преобразова-ра соединен с выходом индикатора.

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения в широком диапазоне индукции постоянных магнитных полей. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цифровой измеритель магнитной индукции содержит датчик Холла 1, переключатель 2, источник 3 питания, синхронный детектор 4, преобразователь 5 напряжение-число импульсов, счетчик 6, двоично-десятичный дешифратор 7, цифровое отсчетное устройство 8, блок 9 управления, элементы И 10 и 11, триггеры 12 и 13, дешифратор 24, индикатор 15 знака, элемент И 16, триггер 17 и индикатор 18. Результаты измерения, хранящиеся в счетчике 6, считываются цифровым устройством 8, а направление индукции указывается индикатором 15 знака. 1 ил.