Функциональный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗШАТЕЛЬ только нелинейную функцию с учетом членов разложения второго порядка. Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения преобразователя, Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит дополнительно два спа ренных переключателя, входы которых соединены соответственно с четырьмя входами устройства, а выходы подключены через соответствующие масштабные резисторы соответственно к входам датчиков Холл первой и третьей пар, установленных в зазоре первого электромагнита, входу датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре второго электромагнита, и входу датчика ХолЪа третьей пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, входы датчиков Холла второй и четвертой riap, установленных соответственно в зазорах первого и второго электромагнитов, подклю чены через соответствующие масштабные резисторы к пятому и шестому входам уст рсйства. Вход датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре второго электромагнита, через соответствующий масштабный резистор дополнительно соединен с выходом первого усилителя, а вход датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, подключен через соответствующие масштабные резис торы соответственно к выходу второго усилителя и к седьмому входу устройства, На чертеже представлена схема функционального преобразователя. Функциональный преобразователь содержит электромагнит 1, в воздушном зазоре которого размещены датчики Холла 2-4, электромагнит 5 с датчиками Холла 6,7, размешенными внутри воздушного зазора, электромагнит 8 с датчиками Холла 9-13, размешенными внутри воздушного зазора его, усилители 14-18, входные клеммы 19-25, выходную клемму 26 и переключатели 27, 28. Выходы каждой из пар датчиков 2 и 9, 3 и 1О, 4 и 11, 6 и 12, 7 и 13 подключены ко входам усилителей ; 14-18 соответственно. Вы.ход усилителя 14 подключен .к входу.датчика Холла 9 и вычитающему входу датчика 7. Аналогично, выход усилителя 15 подключен к входу датчика 13, а выходы усилителей 16 и 18 подключены к обмоткам электромагнитов 1 и 5, выход же усипитгеля 17,- к выходной клемме 26 и входу датчика Холла 12 через резистор 29. Выходы переключателя 27 соединены с входами датчиков Холла 2 и 4 через резисторы 30 и 31 соответстведао, а выходы переключателя 28 -с вычитающим входом датчика Холла 7 через резистор 32 и с входом датчика Холла 11 через резистор 33. Входные клеммы 21, 22 и 24, 23 подключены к входам переключателей 27 и 28 соответственно, а входные клеммы 19; 2О к датчикам Холла 6 и 3 через резисторы 34 и 35 соответственно, а клемма 25 - к вычитающему входу датчика 13 через резистор 36. При подключении к клеммам 19, 24, 23, 22, 21, 25 входных напряжений через соответст вующие датчики Холла потекут токи. Обозначим через BQ индукцию в зазоре электромагнита 8. В результате действия контура обратной связи, образованного датчиками Холла 4, 11 и усилителем 16, в зазоре электромагнита 1 установится индукция В , при которой будет выполняться условие Ki,, где tt, и тсжи, протекающие через датчики 4, 11; Кц, Kj, - коэффициенты преобразования тех же датчиков. При индукции Bj в зазоре электромагнита 1 в результате действия контура обратной связи, образованного датчиками Холла 2, 9, усилителя 14 в датчике 9 установится такой ток при котором выполнится условие к ток, протекающий через датчик 2, „ „ Kj - коэффициенты преобразования датчиков 2 и 9. Аналогично, в результате действия контура обратной связи, образованного датчиками 3, 1.О усилителя 15 в датчике 1О уста-. новится такой ток 1« , при котором выполнится условие Ksbii-sp Bo , CS) ток, протекающий через датчик 3; Kg , Ко, - коэффициенты преобразования датчиков Холла 3, Ю. В зазоре электромагнита 5 установится индукция В , определяемая действием контура обратной связи, образованного датчикайи 7,13 усилителем 18 и электромагнитом 5 K,B.,(t.L,)KeB«CLj-l6), () где t и 1-6 - токи, протекающие через клеммы 24, 23; Kg - коэффициенты преобразования датчиков Холла 7 и 13. Ток датчике 12. определяется деист.вием контура обратной связи, образованн датчиками 6, 12 и усилителем 17, Тсж новигсд, таким, что будет иметь место ра венств.о КвВоС , (5) где .LQ и t - т(жи, протекающие через датчики 6 к 12; Kg и К - коэффициен преобразования этих датчиков. Разрешив эти уравнения относительно ветствующих напряжений, получим Ufi.U -TJs- z и,и, U,U -Ui-Uj Это является решением системы двух уравнений с двумя неизвестными X, и U . ,y Ь 1г - ««ybj , ебли ,принять Лц ir , а, If О. « U ,, в ,, а. тт 25 ,.b4-Ue,D2.Ue, Ч ч . Таким образом, при положении ереключателей, показанном на чертеже, выходйое напряжение устройства равно одному из кор ней уравнения. При переключении же переключателей 27, 28 работа устройства описывается следующим уравнением . ..W) ( гг-°iг(n UitJH-U Us ЧТО является другим корнем системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными. UQ в выражениях (6) и (7) является масштабном напряжением. Таким Образом устройство обеспечивает получение обоих корней уравнений. При этом исключаются, погрешности, обусловлен ные нелинейной зависимостью магнитной индукции от тока возбуждения эле к тр ом а гн тов. Устройство допускает получение корней уравнений, при изменяющихся во времени коэффициентах уравнений. Формула изобретения Функциональный преобразователь, содержащий три электромагнита, пять пар встре но включенных датчиков Холла, датчики Холла первой, второй и третьей пар установлены соответственно в зазорах первого и третьего, а четвертой и пятой пар - в зазорах второго и третьего электромагнитов, масштабные резисторы и пять усилителей, входы которых соединены с выходами соответствующих пар датчиков Холла, выходы первого и второго усилителей подключены через соответствующие масштабные резисторы ко входам датчиков Холла первой и второй пар, установленных в зазоре третьего электромагнита, выход третьего усилителя соединен с обмоткой первого электромагнита, выход четвертого усилителя является выходом преобразователя и подключен через соответствующий масштабный резистор ко входу датчика Холла четвертой пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, а выход пятого усилителя подсоединен к обмотке второго электромагнита, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, он содержит два спаренных переключателя, входы которых соединены соответственho с четырьмя входами устройства, а выходы подключены через соответствующие масштабные резисторы соответственно ко ходам датчиков Холла первой и третьей пар, становленных в зазорах первого электроагнита, входу датчика Холла пятой пары, -установленного в зазоре второго электромагнита, и входу датчика Холла третьей пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, входы датчиков Холла втоирой и четвертой пар, установленных соответственно в зазорах первого и второго электромагнитов, подключены через соответствующие масштабные резисторы к пятому и шестому входам устройства, вход датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре второго электромагнита, через соответствующий масштабный резистор допол-. нительно соединен с выходом первого усилителя,а вход датчика Холла пятой пары, установленного в зазоре третьего электромагнита, подключен через соответствующие масштабные резисторы соответственно к. выходу второго усилителя и к седьмому вхоау. устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Богомолов В. Н. Устройства с датчиками Холла и датчиками магнигосопротивле- НИН, Госэнергоиздат, М-Л., 1961, гл. 7, с. 1ОО-144. 2. Авторское свидетельство СССР № 4О8328, кл. G-Об G- 7/26, 1971.

22 21

1

24 23