Устройство для измерения переменной магнитной индукции Советский патент 1982 года по МПК G01R33/07 

Изобретение относитоя к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения в широком частотном диапазоне индукции переменных магнитных полей.

Известно устройство для измерения магнитных полей с помощью датчика XoлJla, содержащее источник питания, подключенные к выходу датчика Холла последовательно соединенные преобрагзователь напряжение - {сод, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, реверсивный счетчик, последовательно соединенные с источником питания:автоматический переключатель, определитель напряжения дополнительного магнитного поля и катушку индуктивности, в поле которой находится датчик Холла,, формирователь синфазности, через определитель напряжения подключенный к выходу датчика Xoллa к втррому входу делительного устройства, остальными входами подключенного к преобразователю напряжение код и реверсивному сче.тчику,а также блок управления 1.

Однако направление магнитного поля определить с помощью этого устройства невозможно..

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения переменной магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока и датчик Холла, стабилизатор постоянного тока ,.через коммутатор подключенный к

10 катушке индуктивности, последовательно соединенные автсжатический переключатель, преобразователь напряжение - код, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчет-,

15 ное устройство, подключенные к датчику Холла формирователи переменной и постоянной составляющих, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя, и блок управ-J

20 ления, связанный с вторыми входом цифрового отсчетного устройства, третьим входом автоматического переключателя, вторыми входами преобразователя напряжение - код, ревер25сивного счетчика и делительного блока, третий вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение код. Дополнительно введены последовательно соединенные определитель

30 направления и формирователь импульсов, второй вход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход - к третьему входу реверсивного счетчика, а вход определителя направления - к входу датчика Холла. На чертеже представлена блок-схема устройства, , Устройство состоит из датчика Хол ла 1, источника 2 постоянного тока 2 катушки 3 индуктивности, стабилизато ра 4 постоянного тока/ формирователя 5 переменной составляющей, формирователя б постоянной составляющей, автоматического переключателя 7, пре образователя 8 напряжение - код, делительн-ого блока 9, цифрового отсчет ного устройства 10, блока 11 управления, реверсивного счетчика 12, ком мутатора 13, определителя 14 направления и формирователя 15 импульсов. Источник постоянного тока 2 через датчик Холла связан с входами формирователей 5 и 6, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя 7, третий вход последнего, а также входы цифрового отсчетного устройства 10, преобразователя 8.напряжение - код, реверсивного счетчика 12, делительного блока 9, вторые входы формирователей 5 и 6, второй вход формирователя 15 и коммутатора 13 подключены к .блоку 10 управления, а вход формирователя 15 через определитель 14 направления связан с входом датчика Холла 1, находящегося в поле катушки 3 индуктивности, через коммутатор 13 подключенной к стабилизатору 4 постоянного тока. Устройство работает следуквдим образом. Сигналом начальной установки от блока 11 управления на преобразователь 8 напряжение - код, реверсивный счетчик 12 и делительный блок 9 схем подготавливается к циклу измерения. В п.ервый такт коммутации- выходной сигнал датчика Холла 1, пропорционал ный измеряемой индукции В и индукции дополнительного магнитного поля Вдоп/ создаваемого катушкой 3, по обмртке которой протекает ток от ста билизатора 4, поступает на формирователи 5 и 6 и,()1и„, где S - чувствительность датчика ,Холла; ti ток питания датчика Холла; Ug - остаточное напряжение датчика Холла. Переменная составляющая выходного сигнала датчика Холла 1 If,SB через автоматический переключатель 7 посту пает на преобразователь 8 напряжение код.Она выделяется формирователем 5 там же преобразуется в постоянный ток. Код N выходного регистра преобразователя напряжение - код, соответствующий измеряемой индукции пеземенного магнитного поля В, переписывается в делительный блок 9 ,. где к, - коэффициент преобразования формирователя переменной составляющейК - коэффициент преобразования преобразователя 8 напряжение - код. Во второй такт коммутации на преобразователь 8 напряжение - код поступает постоянная составляющая выходного сигнала датчика Холла 1. Она выделяется формирователем б. Код N,2 выходного регистра преобразователя напряжение - код поступает на реверсивный счетчик 12, считающий в прямом направлении где К2 - коэффициент преобразования формирователя постоянной составляющей. В треий такт коммутации блок 11 управления выключает коммутатор 13, в результате чего раз-рывается цепь питания катушки 3, создающей дополнительное магнитное поле Вдор. Определитель 14 направления определяет направление остаточного сигнала датчика Холла 1 относительно опорного сигнала, который создает дополнительное магнитное поле ВдопВ четвертый такт коммутации на преобразователь напряжение - код 8 поступает остаточный сигнал датчика Холла 1. Код N з выходного регистра преобразователя 8 напр5шение - код, равный N 3 UgKKjr поступает на реверсивный счетчик 12, который работает на вычитание или на сложение в зависимости от направления остаточного сигнала. Если напряжение остаточного сигнала Uo совпадает по направлению с составляющей выходного сигнала датчика ,, то определитель 14 направления выдает такой управляющий сигнал на формирователь 15, что последний в четвертом такте коммутации выдает разрешающий сигнал на шину вычитания реверсивного счетчика 12. . () Ч п опЧЕсли напряжение остаточного сигнала UQ не совпадает по направлению с составляющей выходного сигнала датчика Холла 1 ВдопЗ,, то определитель 14 направления выдаст такой управляющий сигнал на формирователь 15, что последний в четвертом такте комм:/тации выдаст разрешающий сигнал на шину сложения реверсивного счетчика 12 Результат сложения-будет N; N.N(,)VS VnVn e Код N4 поступает на второй вход делительного блока 9. После поступле ния управляющего сигнала блока 11 управления делительный блок 9. совершает операцию .деления числа Ыч, на число N4 . , 11 Из последнего выражения видно, что делительный блок 9 зафиксирует в виде статического кода число импуль сов, пропорциональное измеряемой ин дукции переменного магнитного поля Вр и не зависящее от нестабильности тока питания датчика, параметров да чика, коэффициента преобразования схемы при стабильных коэффициентах преобразования.формирователей посто янной и переменной составляющих К;, и . Если значение индукции дополнительного магнитного поля Вддп при нять за единицу измеряемой величины то результат измерения будет пропор ,ционален измеряемой индукции переме ных магнитных полей. Использование определителя напра ления и формирователя импульсов поз воляет повысить точность измерения при наличии в выходном сигнале датч ка Холла остаточного сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения переменной магнитной индукции, содержащее последоват ельно соединенные источник постоянного тока и датчик Холла, стабилизатор постоянного тока, через коммутатор подключенный к Кс тушке индуктивности, последовательно соединенные автоматический переключа-тель, преобразователь напряжение код, реверсивный счетчик, делительный блок и цифровое отсчетное устройство, подключенные к датчику Холла формирователи переменной и постоянной составляющих, выходы которых подключены к входам автоматического переключателя,;и блок управления, связанный с вторым Ъходом отсчетного устройства, третьим входом автоматического переключателя, вторьами входами преобразователя напряжение код, реверсивного счетчика и делительного блока, третий вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение - код,отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные определитель направления и формирователь импульсов, второй вход кЬ орого подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход к третьему входу реверсивного счетчика, а вход определите.ая направления - к входу датчика Холла. Источники информации, приня-рие во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2790655/21, кл. G 01 R 33/06, 1979.