Многоустойчивый накопительный элемент Советский патент 1976 года по МПК G11C11/08 G11C11/56 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении магнитных реверсивных гистерезисных счетчиков, адаптивных элементов, в усредняющих устройствах для средств статистических измерений и т. д.

Известны многоустойчивые накопительные элементы, содержащие трансфлюксор и формирующий сердечник, прощитые управляющими обмотками 1, 2.

Один из известных многоустойчивых накопительных элементов содержит траисфлюксор, обмотка управления которого подключена к выходной обмотке формирующего сердечника 1. Недостаток элемента - нелинейная зависимость выходного напряжения от входных сигналов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является многоустойчивый накопительный элемент, который содержит, как и предложенный, трансфлюксор и формирующий сердечник из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ), обмотку управления трансфлюксора, нанесенную на неразветвленном участке магнитопровода, соединенные последовательно с ней выходную обмотку формирующего сердечника и обмотку обратной связи, проходящую через одно из малых отверстий трансфлюксора, прощитое также обмотками подготовки и форсированного

перемагничивания, причем последние соединены последовательно с одноименными обмотками формирующего сердечника 2.

Известный многоустойчивый накопительный элемент обеспечивает повыщенное число устойчивых состояний при практически линейной зависимости выходного напряжения от числа импульсов форсированного перемагничивания. Однако указанная зависимость в таком элементе имеет нереверсивный характер. Цель изобретения - расширение области применения известного многоустойчивого накопительного элемента.

Это достигается путем того, что в многоустойчивый накопительный элемент, содержащий трансфлюксор и формирующий сердечник из материала с ППГ, обмотку управления трансфлюксора, нанесенную на неразветвленном участке магнитопровода, соединенные последовательно с ней выходную обмотку формирующего сердечника и обмотку обратной связи, проходящую через одно из малых отверстий трансфлюксора, прошитое также обмотками подготовки и форсированного перемагничивания, причем последние соединены последовательно с одноименными обмотками формирующего сердечника, включен дополнительный формирующий сердечник с обмоткой форсированного перемагничивания, соединенной с входными клеммами элемента, обмоткой

подготовки и выходной обмоткой, связанными соответственно последовательно согласно и последовательно встречно с одноименными обмотками элемента.

На чертеже схематически изображен предлагаемый многоустойчивый накопительный элемент (пунктиром выделен известный многоустойчивый накопительный элемент).

Многоустойчивый накопительный элемент содержит трансфлюксор 1, основной и дополнительный формирующие сердечники 2 и 3, изготовленные из материала с ППГ и выполняющие функцию источников импульсов напряжения с фиксированной вольт-секундной площадью. Одно из малых отверстий (например, а) трансфлюксора 1 и сердечник 2 прошиты последовательно соединенными обмотками 4 и 5 форсированного перемагничивания (записи), сердечник 3 - обмоткой 6 форсированного перемагннчивания (записи), а отверстие а трансфлюксора и оба сердечника - также последовательно соединенными обмотками 7, 8, 9 подготовки. К обмотке 10 управления, нанесенной на неразветвленную часть магнитопровода трансфлюксора, подключены последовательно через резистор И встречно включенные выходные обмотки 12 и 13 сердечников 2 и 3, а также обмотка 14 обратной связи, проходящая через отверстие а трансфлюксора. Через отверстие b трансфлюксора проходят обмотки считывания 15 и выхода 16, а через отверстие с - обмотка 17 смещения, предотвращающая переблокировку трансфлюксора. Обмотка 18 сброса (установки в нуль) нанесена на неразветвленную часть магнитопровода.

Работает элемент следующим образом.

После прихода импульса тока сброса /сб в обмотку 18 трансфлюксор оказывается заблокированным, т. е. участки магнитопровода вокруг отверстий а и i не перемагничиваются из одного насыщенного состояния в другое иод действием приложенных к ним соответствующих м.д.с. Это обеспечивается тем, что амплитуда переменного тока считывания tcn, текущего по обмотке 15, ограничена такой величиной, что образуемое этим током поле недостаточно для перемагничивания магнитопровода вокруг больщого отверстия, а импульсы тока форсированного перемагничивания (записи) /+зап создают поле, направление которого совпадает с направлением остаточной намагниченности внешней перемычки вокруг отверстия а. В обмотки 7, 8, 9 подается постоянный ток подготовки /п. Величина магнитного поля, создаваемого этим током, достаточна для перемагничивания всего объема материала вокруг малого отверстия полностью открытого трансфлюксора и недостаточна для перемагничиваиия вокруг большого отверстия. Направления токов /п, /зап и /ci5 иа чертеже показаиы стрелками. Под действием тока подготовки /п сердечники 2 и 3 и материал вокруг отверстия а находятся в исходных насыщенных состояниях. При поступлении в обмотки 4 и 5

импульса тока форсированного перемагничивания /+зап сердечник 2 быстро перемагничивается (материал вокруг отверстия а не перемагничивается, т. е. трансфлюксор полностью заблокирован) и в обмотке 12 наводится короткий импульс напряжения с фиксироваиной вольт-секундной площадью I|}BX, который практически целиком прикладывается к многовитковой обмотке 10 управления. В результате

остаточный поток Фост в неразветвленной части магнитопровода трансфлюксора получает некоторое положительное приращение +бФоет, противоположное направлению остаточного потока заблокированного трансфлюксора.

После прекращения импульса тока форсированного перемагничивания сердечник 2 под действием тока подготовки начинает возвращаться в исходное состояние. Достаточную линейность восходящей ветви

наконительной характеристики (т. е. участка увеличения выходного напряжения накопительного элемента) получают при помощи компенсационного источника импульсов напряжения (импульсов обратной связи), роль

которого выполняет отверстие а трансфлюксора. Его выходная обмотка 14 (обмотка обратной связи) поключена последовательно в цепь управления. Но мере увеличения числа импульсов форсированного иеремагничивания

сердечника 2 трансфлюксор все больше открывается и величина вольт-секундной площади импульсов напряжения, возникающих на обмотке 14, увеличивается. Соответствующим выбором числа витков обмотки 14 можно в

широких пределах варьировать величину компенсирующих импульсов напряжения и тем самым менять характер зависимости величины остаточного потока Фост от числа импульсов /+зап. При соответствующем выборе числа

витков в обмотке 14 можно получить линейное увеличение остаточного потока Фост в функции числа импульсов /+.зап. в качестве аналогового параметра, однозначно определяющего значение остаточного потока Фост, удобно использовать среднее значение выходиого напряжения, индуцируемого в обмотке 16. Это напряжение При неразрушающем считывании определяется зависимостью (Фост + Ф7-),

где Фг - максимальное значение остаточного потока в трансфлюксоре, Ш16 - число витков обмотки 16, / - частота тока считывания.

Экспериментальные исследования показывают, что нисходящая ветвь накопительной

характеристики оказывается достаточно линейной (погрешность нелинейности составляет примерно 1-3%) без введения компенсационных импульсов. Поэтому для осуществления реверса (обратного хода) накопительного

элемента достаточно использовать лишь один формирующий сердечник. Нри иоступлении импульсов тока форсированного перемагничивания 3 обмотку 6 сердечника 3 остаточный поток Фост в неразветвлеиной части магнитопровода трансфлюксора получает отрицательные приращения - бФост и напряжение LB начинает уменьшаться.

Экспериментальные исследования многоустойчивых накопительных элементов на трансфлюксорах различных типоразмеров показали, что число стабильных состояний достигает порядка 00 при коэффициенте нелинейпости около 1-3%.

Формула изобретения

Многоустойчивый накопительный элемент по авт. св. N° 267217, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения, он содержит дополнительный формирующий

сердечпик с обмоткой форсированного перемагничивания, соединенной с входными клеммами элемента, обмоткой подготовки и выходной обмоткой, соединенными соответственно последовательно согласно и последовательно встречно с одноименными обмотками элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Боярченков М. А. и др. Магнитные элементы на разветвленных сердечниках. - «Энергия, 1969.

2.Авт. св. Л 267217, кл. G ПС 11/08, 1968.

зап