3169
дкнен с входом формирователя 12 и входом амплитудного детектора 6, выход которого соединен с первым входом сумматора 7, второй вход которого соединен с выходом синхронного детектора 11.
Сигнальный вход синхронного детектора 11 соединен с выходом второго избирательного усилителя 5, вход KOTO рого соединен с выходом блока 10 вычитания. Первый вход блока 10 вычитания соединен с выходом делителя 9, вход которого соединен с выходом прерывателя 8, сигнальный вход которого соединен с выходом сумматора 7.
Управляющий вход прерывателя Я соединен с управляющим входом синхрон-- ного детектора 11, управляющим выходом источника 3 питания и вторыми входами элементов И 17 и 18.
Выход формирователя 12 соединен с входом формирователя 13 длителт-кос- ти, выход которого соединен с третьими входами элементов И 17 и 18.
Первый вход элемента И 17 соединен с выходом элемента 15 задержки, вход которого соединен с управляющим входом коммутатора 19 и первым выходом триггера 14 направления. Второй выход триггера 14 направления соединен с входом элемента 16 задержки, выход которого соединен с перным входом элемента И 18. Нулевой вход триггера 14 направления соединен с выходом элемента И 17, а едигичный вход - с выходом элемента И 18.
Нормальнозамкнутый контакт первой группы коммутатора 19 соединен с нор- мальноразомкнутым контактом второй группы и первым измерительным входом коммутатора 19. Нормально-замкнутый контакт второй группы коммутатора 19 соединен с нормально-разомкнутым контактом первой группы и вторым изме- рительным входом коммутатора 19. Общий контакт перкой группы коммутатора 19 соединен с первым измерительным выходом коммутатора 19. Общий контакт второй группы коммутатора сое- динен со вторым измерительным выхо- дом коммутатора 19.
На второй вход блока 10 вычитания поступает сигнал с широкополосного усилителя 2. Разностный сигнал блока
Выход сумматора 7 соединен с сигнальным входом преобразователя 20 на- 55 Ю вычитания выделяется избирательным пряжение - код, выход которого (параллельный код) соединен с входом дешифратора 21 и третьими входами многовходовых элементов И 24 - 27.
усилителем 5 и преобразуется в постоянный сигнал синхронным детектором 11 и поступает на второй (управляющий) вход сумматора 7.
5
Q
0
5
0
35
40 45 50
Управляющий вход дешифратора 21 соединен с третьим выхс дом блока 23 управления и первыми входами элементов И 28, 29 и 30. Выход дешифратора 21 (параллельный код) соединен с цифровым индикатором 22.
Второй выход блока 23 управления соединен с первыми входами элементов И 24 - 27, а третий выход - с запускающим входом преобразователя 20 напряжение - код и нулевыми входами триггеров 31 - 34.
Второй вход элемента И 24 соединен с вторым выходом триггера 14 направления. Вторые входы элементов И 25,26 и 27 соединены с первым выходом триггера 14 направления.
Выход элемента И 24 соединен с единичным входом триггера 31, выход элемента И 25 - с единичным входом триггера 32, выход элемента И 26 - с единичным входом триггера 33, а выход элемента И 27 - с единичным входом триггера 34.
Выход триггера 31 соединен с первым входом элемента ИЛИ 35, второй вход которого соединен с выходом триггера 32, а выход - с вторым входом элемента И 28. Выход триггера 33 соединен со вторым входом элемента И 29. Выход триггера 34 соединен с вторым входом элемента И 30.
К элементам И 28 - 30 подсоединены соответственно лампочки 36 - 38.
Работа устройства происходит следующим образом.
Выходной сигнал датчика 1 Холла, усиленный широкополосным усилителем 2 и выделенный избирател ьным усилителем 4, преобразуется в постоянный сигнал амплитудным детектором 6 и поступает на сумматор 7, к выходу которого подключен преобразователь 20 напряжение код.
0 т/Кроме того, выходной сигнал сумматора 7 после преобразования пдерыва- телем 8 в переменный сигнал с частотой тока питания датчика 1 Холла через делитель 9 поступает на первый вход блока 10 вычитания.
На второй вход блока 10 вычитания поступает сигнал с широкополосного усилителя 2. Разностный сигнал блока
55 Ю вычитания выделяется избирательным
Ю вычитания выделяется избирательным
усилителем 5 и преобразуется в постоянный сигнал синхронным детектором 11 и поступает на второй (управляющий) вход сумматора 7.
При изменении коэффициента передачи измерительного тракта, состоящего из избирательного усилителя 4 и амплитудного детектора 6, от номиналь- ного значения вследствие временной и температурной нестабильности параметров схемы появляется сигнал рассогласования, который суммируется с сигналом амплитудного детектора 6, либо вычитается из него в сумматоре 7. ким образом, иосстапавливается номинальное значение чог официента передачи измерительно о сракта, состслшег из избирательного силигеля 4 и амгши тудчого детектора 6.
При изменении шазн выходного сиг на ли датчика 1 Холлг на 180У, Лормиро- в. атель 12 и гоогмнровагель 13 длительности вырабатывает управляющий сиг нал8 который изменяет состояние триггера 14. Триггер 4 переключает коммутатор 19, что прлзгд.л к изменению направления (фазъ 1 тока литания датчика 1 Холла, поступаю-qei о на токовые электроды датчика 1 Холла. Изменение направления (фате,:) тока питания обусловлено тем, что меняются местами токовые электроды датчика 1 Холла относительно их точек подключение к выход ным зажимам источника 3 питания, Изменение направления (тазы) тока питания датчика 1 Холла приводит к изменению фазы выходного сигнала датчика 1 Холла на 180°, т.е. к восстановлению фазы выходного сигнала датчика 1 Холла относительно опорного сигнала.
Таким обрезом, на входы блока Ю вычитания сигналы погтупают в прити- вофазе, что необходимо для нормально- го функционирования устройства.
Пусть в момент t, направление магнитной индукции положительное +В. Триггер 14 находится в нулевом состоянии..
При таком состоянии триггера 14 коммутатор 19 находится в обесточенном состоянии. При этом первый выход положительное направление (сЬаза) тока источника 3 питания через нормально- замкнутый контакт второй группы коммутатора 19 соединен с вторым входом датчика 1 Холла, а первый выход отрицательное направление (таза) тока источника 3 питания через нормально- замкнутый контакт первой группы коммутатора 19 соединен с первым токовым входом датчика 1 Холла„
В это-ч случае выходной сигнал дат- 1 Холла на выходе будет
11 Ещх
3lt Umcos.(K,nxcoswt-UniH coswt)
B-S- I, U
тнэ
К1
т
,. jg f
С 0
0
5
и
L 11
;
Я К
при EiT|i U,nrf5,
rn;e I) ai ЭДС датчика Холла; Е - ЭДС датчика Холла; U-,., напряжение незквипотенциапьности;
сх писания датчика Холла;
ч-у к с т ч. цельность к индукц и дгтшка Холла;
ЧеГ.-о.гная индукция;
коэффициент незквипотенциf РЬ -.OC-iX.,
т о, фгз Быхедис -о гл гнгла датчика 1 Хс ла совпадает с фазой ипс-пчого сиг- t.;-a AS ,о.т,ие выходы источника 3 пит ьиг
-аза г хгдного сигнала широкополосного усллителг 2 ч фаза избира- г елъно о усилитг.мя 2 совпадают по фазе с Фазой выходного сигнала датчике 1 Холла.
Формирователь 11 из переменного скгнЕ Тс. избирательного усилителя 4 хрор.-тиг ует положительный импульс нор- м Гзва1-о амшчт ули, онпадающий по г о-ригятс1 1 ксй полуволной.
Формиъоватеть 1S длительности из чигокг-гс пело-KJЈтельного импульса фор- мирует узKiii ii пульс и задерживает егс относительно переднего Лронта широкого шпульса на время (примерно равно 1 / 6 тл. периода переменного выходного сигнала датчика Холла)s который поступает ча вход элементов.
На вход элементов И 17 и 18 поступает опорный слгнал с источника 3 питания. На вход элемента И 17 поступает разрешающий нулевой потенциал с триггера 145 э. ча вход элемента И 18 - разрешающий единичный потенциал с триггера 14 Триггер 14 не изменяет своего состояния; поскольку на его нходь. нэ пгст,пают управляющие йигна- пъ сэсгвегс-веь Ро элемантсв И 17 и 18. Эп-мечт И 17 срабатывает, посколь- ку УЗ. его BV поступает запрещающий потенциал „ триггера 14. Элемент И 18 не срабатывает, поскольку при наличии ргзоешаюшего потенциала на егс входы сигяглы постлтаюг z разное время.
такое состояние триггера 14 со хра-.гетсл до г ке-ггз г. изменения фазы вьшодкого счгнгапг датчика 1 Холла
на 180°, например, из-за изменения направления магнитной индукции
Uax Umcos(wt-fi)(-Emxcoswt-Urt,H,coswt) ,
т.е. фаза выходного сигнала датчика 1 Холла находится в противофазе с опорным сигналом на выходе источника 3 питания.
Таким образом, в момент t форми рователь 13 длительности выдает узкий импульс на вход элемента И 18. По скольку на второй вход элемента И 18 в это время поступает опорный сигнал, а на третий вход разрешающий потенциал, то элемент И 18 срабатывает и выдает сигнал на первый вход триггера 14. Триггер 14 переходит в единичное состояние и включает коммута тор 19.
В этом случае второй выход источника питания - положительное направление тока источника 3 питания подклю чается к первому токовому входу дат- чика 1 Холла, а первый выход - отрицательное направление источника 3 питания подключается к второму токовому входу датчика 1 Холла. Таким образом, выходной сигнал датчика 1 Хол- ла на выходе будет
Y Umcoswt(Emxcoswt-HJmH5coswt). Триггер 14 не изменяет своего сос
нал, на первый вход - разрешающий потенциал, то элемент И 17 срабатывает и выдает сигнал на второй вход триггера 14. Триггер 14 переходит в нулевое состояние и отключает коммутатор 19.
В этом случае второй выход - положительное направление (фаза) тока источника 3 питания - подключается к второму входу датчика 1 Холла, а первый выход - отрицательное направление (фаза) тока источника 3 питания подключается к первому токовому входу датчика 1 Холла. Таким образом, выходной сигнал датчика 1 Холла на выходе будет
V Voswt Emxcoswt UmH3coswt Триггер 14 не изменяет своего сос тояния, поскольку на его входы не поступают управляющие сигналы с элементов И 17 и 18. Элемент И 17 не срабатывает, поскольку на его вход поступает запрещающий потенциал с триггера 14. Элемент И 18 не срабатывает, поскольку при наличии разрешающего потенциала на его входы сигналы поступают в разное времт,
Такое состояние триггера 14 сохраняется до момента t изменения базы выходного сигнала датчика Холла на 180° и т.д.
Результат преобразования, хранящийся в сумматоре
поступает на
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1990 |
|
SU1760481A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1990 |
|
SU1755221A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1989 |
|
SU1712912A2 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1989 |
|
SU1698860A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1989 |
|
SU1732305A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1989 |
|
SU1675810A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1989 |
|
SU1709257A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1988 |
|
SU1629886A1 |
| Цифровой измеритель магнитной индукции | 1988 |
|
SU1644054A1 |
| Цифровой измеритель постоянной магнитной индукции | 1989 |
|
SU1704114A1 |
тояния, поскольку на его входы не по- 5 пРе°бразователь 20 напряжение - код.
В преобразователе 20 при поступлении запускающего сигнала с первого выхода блока 13 управления начинаетс кодирование поступающего сигнала. Ре зультат кодирования параллель ного кода поступает на дешифратор 21 i многовходовые элементы И 24 - 27.
ступают управляющие сигналы с элементов И 17 и 18. Элемент И 18 не срабатывает, поскольку на его вход поступает запрещающий потенциал с триггера 14. Элемент И 17 не срабатывает, поскольку на его входы сигналы поступают в разное время.
Такое состояние триггера 14 сохраняется до момента tj изменения фазы
1 Холла на
выходного сигнала датчика
180° из-за изменения направления магнитной индукции, + лв.
V (wtJSf) ( coswt
-umH9coswt)
т.е. фаза выходного сигнала датчика 1
Холла находится в протпвофазе с опорным сигналом на выходе источника 3 питания .
Таким образом, в момент t$ Формирователь 13 длительности выдает узкий импульс на третий вход элемента И 17. Поскольку на второй вход элемента И 17 поступает в это время опорный сигпРе°бразователь 20 напряжение - код.
В преобразователе 20 при поступлении запускающего сигнала с первого выхода блока 13 управления начинается кодирование поступающего сигнала. Результат кодирования параллель- ного кода поступает на дешифратор 21 i многовходовые элементы И 24 - 27.
При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления срабатывает дешифратор 21, и результат кодирования считывается цифровым индикатором 22.
Определение направления магнитной индукции производится следующим образом.
Сигналом, поступающим с первого выхода блока 23 управления в нулевое состояние, устанавливаются триггеры 31 - 34./
Дальнейшая работа схемы определения направления зависит от направления магнитной индукции и соотношения ЭДС Холла и напряжения неэквипотенциальное™.
При + В, . При положительном направлении магнитной индукции + В, когда (Ет-итиэ)0, т.е. при Е , триггер 14 находится в таком состоянии, что сигнал на его первом выходе является единичным 1, а на втором выходе - нулевым . Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24, являет- JQ ся разрешающим, а сигнал, поступающий со второго выхода триггера 14 на элемент И 25, 26 и 27 9 является запрещающим .
При поступлении управляющего сигна- ла с второго выхода, блока 23 управления срабатывает многовходовой элемент И 24, настроенный на величину Е х-Итнэ 0. Выходной сигнал многовхоПри , , Ктгитн -итнэ триггер 14 находится в таком положении, что сигнал на его первом выходе является нулевым О, а на втором выходе - единичным 1. Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24 является запрещающим, а сигнал, поступающий с второго выхода триггера 14 на элементы И 25, 26 и 27 - разрешающим.
При поступлении управляющего сигнала с второго выхода блока 23 управления срабатывает многойходовой элемент И 26, застроенный на величину ,,3. Выходной сигнал многовходрвого элемента И 26 поступает на единичный вход триггера 33 и переводит его в единичное состояние. Выкодной сигнал
дового элемента К 24 поступает на еди-2о тРиггеРа 33 поступает на элемент И 29.
ничный вход триггера 31 и переводит его в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 31 через элемент ИЛИ 35 поступает на элемент И 28. При поступлении управляющего сигнала с 25 третьего выхода блока 23 управления, элемент И 28 срабатывает и подключает лампочку 36, что соответствует положительному направлению магнитной индукции + В.30
При + В, . При положительном направлении магнитной индукции + В, когда Етк П1тнэ, триггер 14 находится в таком положении, что сигнал на его первом выходе является нулевым О, а на втором выходе - единичным 1. Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24 является запрещающим, а сигнал, поступающий со второго выхода триг- 40 гера 14 на элементы И 25, 26 и 27, является разрешающим.
При поступлении управляющего сигнала с второго выхода блока 23 управ- дг ления срабатывает многовходовый элемент И 25, настроенный на величину 0(Efnx-nml 5)UmH5. Выходной сигнал многовходового элемента И 25 поступает на единичный вход триггера 32 и пе-, реводит его в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 32 через элемент ИЛИ 35 поступает на элемент И 28. При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления элемент И 28 срабатывает и подключает -лампочку 36, что соответствует положительному направлению магнитной индукции + В.
При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления элемент И 29 срабатывает и подключает лампочку 37, что соответствует условию .
При В, (Е,
тх
+ иткз) итмэ- При ожидательном напрчвлении магнитной индукции - В независимо от соотношения Е4
и U,
и„
тиэ
т.е.
при ,, и при 14
JmK3 триггер 14 находится в таком положении, что сигнал на его первом
50
55
выходе является нулевым ; , а на втором выходе - единичным 1. Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24, является запрещающем, а сигнал, по- ступакнций с второго выхода триггера 14 на элементы И 25, 26 и 27 - разрешающим .
о При поступлении управляющего сигнала с второго выхода блока 23 управления срабатывает многовходовой элемент И 25, настроенный на величину (ЕтХ,+игг)Нэ)итчэ. Выходной сигнал многовходового элемента И 27 поступает на единичный вход триггера 34 и переводит его з единичное состояние. Выходной сигнал триггера 34 поступает на элемент И 30. При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления элемент И 30 срабатывает н подключает лампочку 38. что соотватс вует отрицательному направлению махнитной индукции - В.
Управляющий сигнал на третьем вы- ходе блока 23 управления формируется после окончания кодирования в преобразователе 20 напряжение - код.
При , , Ктгитн -итнэ триггер 14 находится в таком положении, что сигнал на его первом выходе является нулевым О, а на втором выходе - единичным 1. Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24 является запрещающим, а сигнал, поступающий с второго выхода триггера 14 на элементы И 25, 26 и 27 - разрешающим.
При поступлении управляющего сигнала с второго выхода блока 23 управления срабатывает многойходовой элемент И 26, застроенный на величину ,,3. Выходной сигнал многовходрвого элемента И 26 поступает на единичный вход триггера 33 и переводит его в единичное состояние. Выкодной сигнал
тРиггеРа 33 поступает на элемент И 29.
При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления элемент И 29 срабатывает и подключает лампочку 37, что соответствует условию .
При В, (Е,
тх
+ иткз) итмэ- При ожидательном напрчвлении магнитной индукции - В независимо от соотношения Е4
и U,
и„
тиэ
т.е.
при ,, и при 14
JmK3 триггер 14 находится в таком положении, что сигнал на его первом
40
дг , 50
5
выходе является нулевым ; , а на втором выходе - единичным 1. Поэтому сигнал, поступающий с первого выхода триггера 14 на элемент И 24, является запрещающем, а сигнал, по- ступакнций с второго выхода триггера 14 на элементы И 25, 26 и 27 - разрешающим .
о При поступлении управляющего сигнала с второго выхода блока 23 управления срабатывает многовходовой элемент И 25, настроенный на величину (ЕтХ,+игг)Нэ)итчэ. Выходной сигнал многовходового элемента И 27 поступает на единичный вход триггера 34 и переводит его з единичное состояние. Выходной сигнал триггера 34 поступает на элемент И 30. При поступлении управляющего сигнала с третьего выхода блока 23 управления элемент И 30 срабатывает н подключает лампочку 38. что соотватс вует отрицательному направлению махнитной индукции - В.
Управляющий сигнал на третьем вы- ходе блока 23 управления формируется после окончания кодирования в преобразователе 20 напряжение - код.
Формула изобретения Цифровой измеритель магнитной индукции по авт. св. № 1568011, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет определения направления магнитной индукции, в него дополнительно введены блок управления, семь элементов И, четыре триггера, элемент ИЛИ и три индикаторные лампы, при этом первый выход блока управления соединен с входом запуска преобразователя напряжение - код и нулевыми входами первого, второго, третьего и четвертого триггеров, второй выход блока управления соединен с первыми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, третий выход блока управления соединен с управ- ляющим входом дешифратора и первыми входами седьмого, восьмого и девятого элементов И, выходы которых соответственно соединены с индикаторными лампочками, второй вход третьего эле
мента И соединен с вторым выходом триггера направления, вторые входы четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с первым выходом триггера направления, третьи входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с выходом преобразователя напряжение - код, выход третьего элемента И соединен с единичным входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, единичньй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход пятого элемента И соединен с единичным входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход шестого элемента И соединен с единичным входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И.
