Цифровий вимірювач магнітної індукції
Номер патенту: 48353
Опубліковано: 15.07.2003
Автори: Остапов Анатолій Олександрович, Чигирин Олег Трохимович, Чигирин Юрій Трохимович, Трифонов Сергій Валерійович
Формула / Реферат
Цифровий вимірювач магнітної індукції, який складається з стабілізатора струму, давача Холла, перший і другий струмові електроди якого з'єднані з виходом стабілізатора струму, перемикача, перший і другий виходи якого з'єднані відповідно з першими струмовим і потенціальним виходами давача Холла, перетворювача "напруга-код", блока ділення, з'єднаних послідовно реверсивного лічильника, цифрового індикатора, блока констант, вихід якого з'єднано з входом блока ділення, блока керування, з першого по п'ятий виходи якого з'єднані з керуючими входами відповідно перемикача, перетворювача "напруга-код", блока ділення, блока констант і реверсивного лічильника, який відрізняється тим, що перемикач виконано у вигляді першого і другого керованих вимикачів, причому перший і другий, третій і четвертий його входи з'єднані відповідно з першими і другими клемами відповідно першого і другого вимикачів, запроваджені трансформатор, вхід первинної обмотки якого з'єднано з другим струмовим електродом давача Холла, а вихід якої з'єднано з четвертим виходом перемикача і спільною шиною, вхід і вихід вторинної обмотки якого з'єднано відповідно через перемінний резистор і безпосередньо з спільною шиною, трансформатор з додатковою первинною обмоткою, вхід і вихід якої з'єднані відповідно з другим потенціальним електродом давача Холла і третім входом перемикача, вхід і вихід первинної обмотки якого з'єднані відповідно з виходом перемінного резистора і спільною шиною, синхронний детектор, сигнальний вхід якого через вторинну обмотку трансформатора з додатковою первинною обмоткою з'єднано з спільною шиною, керуючий вхід якого з'єднано з керуючим виходом стабілізатора струму, вихід якого з'єднано з сигнальним входом перетворювача "код-напруга", блок АБО, вхід якого з'єднано з виходом блока ділення, а вихід з лічильним входом реверсивного лічильника, дешифратор, багатовходова схема 1, сигнальні входи якої з'єднані з входами дешифратора, підсилювач-обмежувач, вхід якого з'єднано з сигнальним входом перетворювача "напруга-код", вихід лічильних імпульсів якого з'єднано з другим входом блока АБО, а кодовий вихід якого з'єднано послідовно з запровадженими першою схемою 1, одиничним входом першого тригера, другою схемою 1, одиничним входом другого тригера, вихід якого з'єднано з входом реверсивного лічильника, вихід багатовходової схеми 1 з'єднано послідовно з одиничним входом запроваджених третього тригера, першим входом третьої схеми 1, одиничним входом четвертого тригера і індикатора полярності, формувач полярності, сигнальний і керуючий виходи якого з'єднані відповідно з виходом синхронного детектора і клемою Е джерела живлення, а вихід - з другим входом третьої схеми 1, блок керування має з шостого по шістнадцятий виходи, які з'єднані відповідно з входами ділення блока ділення, запису блока ділення, нульовим реверсивного лічильника, керування першої схеми 1, нульовим першого тригера, керування другої схеми 1, першим нульовим другого тригера, керування багатовходової схеми 1, першим нульовим третього тригера, керування третьої схеми 1, і нульовим четвертого тригера, другий вхід другої схеми 1 з'єднано з першим виходом третього тригера, другий вихід якого з'єднано з другими нульовими входами другого і третього тригерів.
Текст
Цифровий вимірювач магнітної індукції, який складається з стабілізатора струму, давача Холла, перший і другий струмові електроди якого з'єднані з виходом стабілізатора струму, перемикача, перший і другий виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З першими струмовим і потенціальним виходами давача Холла, перетворювача "напруга-код", блока ділення, з'єднаних послідовно реверсивного лічильника, цифрового індикатора, блока констант, вихід якого з'єднано з входом блока ділення, блока керування, з першого по п'ятий виходи якого з'єднані з керуючими входами ВІДПОВІДНО перемикача, перетворювача "напруга-код", блока ділення, блока констант і реверсивного лічильника, який відрізняється тим, що перемикач виконано у вигляді першого і другого керованих вимикачів, причому перший і другий, третій і четвертий його входи з'єднані ВІДПОВІДНО з першими і другими клемами ВІДПОВІДНО першого і другого вимикачів, запроваджені трансформатор, вхід первинної обмотки якого з'єднано з другим струмовим електродом давача Холла, а вихід якої з'єднано з четвертим виходом перемикача і спільною шиною, вхід і вихід вторинної обмотки якого з'єднано ВІДПОВІДНО через перемінний резистор і безпосередньо з спільною шиною, трансформатор з додатковою первинною обмоткою, вхід і вихід якої з'єднані ВІДПОВІДНО з другим потенціальним електродом давача Холла і третім входом перемикача, вхід і вихід первинної обмотки якого з'єднані ВІДПОВІДНО з виходом перемінного резистора і спільною шиною, синхронний детектор, сигнальний вхід якого через вторинну обмотку трансформатора з додатковою первинною обмоткою з'єднано з спільною шиною, керуючий вхід якого з'єднано з керуючим виходом стабілізатора струму, вихід якого з'єднано з сигнальним входом перетворювача "коднапруга", блок АБО, вхід якого з'єднано з виходом блока ділення, а вихід з лічильним входом реверсивного лічильника, дешифратор, багатовходова схема 1, сигнальні входи якої з'єднані з входами дешифратора, підсилювач-обмежувач, вхід якого з'єднано з сигнальним входом перетворювача "напруга-код", вихід лічильних імпульсів якого з'єднано з другим входом блока АБО, а кодовий вихід якого з'єднано послідовно з запровадженими першою схемою 1, одиничним входом першого тригера, другою схемою 1, одиничним входом другого тригера, вихід якого з'єднано з входом реверсивного лічильника, вихід багатовходової схеми 1 з'єднано послідовно з одиничним входом запроваджених третього тригера, першим входом третьої схеми 1, одиничним входом четвертого тригера і індикатора полярності, формувач полярності, сигнальний і керуючий виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО з виходом синхронного детектора і клемою Е джерела живлення, а вихід - з другим входом третьої схеми 1, блок керування має з шостого по шістнадцятий виходи, які з'єднані ВІДПОВІДНО з входами ділення блока ділення, запису блока ділення, нульовим реверсивного лічильника, керування першої схеми 1, нульовим першого тригера, керування другої схеми 1, першим нульовим другого тригера, керування багатовходової схеми 1, першим нульовим третього тригера, керування третьої схеми 1, і нульовим четвертого тригера, другий вхід другої схеми 1 з'єднано з першим виходом третього тригера, другий вихід якого з'єднано з другими нульовими входами другого і третього тригерів Винахід відноситься до області магнітних вимірювань і може бути використаний для прецізю ного вимірювання у широкому діапазоні індукцій постійних магнітних полів со ю со 00 48353 ВІДОМІ цифрові вимірювачі магнітної індукції, які призначені для вимірювання індукції постійних магнітних полів (див статтю Подольского И Д , Кривова А А , "Цифровой измеритель постоянной магнитной индукции с датчиком Холла") Цифровий вимірювач, який наведено у статті Подольского И Д , Кривова А А "Цифровой измеритель постоянной магнитной индукции с датчиком Холла" в сборнике "Методы и аппаратура для измерения параметров магнитных полей", Л 1972 стр 35 - 41, складається з давача Холла, перетворювача "напруга-код", джерела живлення і цифрового лічильного пристрою Вихідний сигнал давача Холла, пропорційний магнітній індукції кодується перетворювачем "напруга-код", а результат перетворення рахується цифровим лічильним пристроєм Недоліком цього вимірювача є низька точність вимірювання із-за наявності адипвної похибки, яка обумовлена напругою нееквіпотенціальності давача Холла З відомих пристроїв найбільш близьким по технічній суті є цифровий вимірювач, який описано у авторському СВІДОЦТВІ №1078370, який вибрано за прототип Відомий вимірювач магнітної індукції є вимірювач магнітної індукції Щ4310, який виробляє завод "Електровимірювач", м Житомир, Україна, побудова якого відповідає а с №1078370 Цифровий вимірювач магнітної індукції, а с СССР №1078370, G01R, БИ №9, 1984, заявлено 23 06 82р складається з даваЧа Холла, стабілізатора струму, перемикача, перетворювача "напруга-код", пристроя ділення, блока констант, лічильника, цифрового індикатора і блока керування Цифровий індикатор через лічильник, пристрій ділення, перетворювач "напруга-код" з'єднано з виходом перемикача, входи якого з'єднані ВІДПОВІДНО з потенціальним і струмовим електродами давача Холла, виходи стабілізатора струму з'єднані з струмовими електродами давача Холла, другий вхід пристрою ділення з'єднано з блоком констант, другий вхід лічильника з'єднано з другим виходом перетворювача "напруга-код", при цьому виходи блока керування ВІДПОВІДНО з'єднані з керуючим входом перемикача, входом запуску перетворювача "напруга-код", входом початкової (нульової) установки пристроя ділення, входом ділення пристрою ділення, входом початкової (нульової) установки лічильника і входом дозволу блока констант Робота пристрою прототипу (процес вимірювання) виконується за декілька тактів У перший такт вимірювання вихідний сигнал давача Холла (з потенціального електрода) через перемикач надходить на перетворювач "напругакод" Після перетворення з першого інформацюного виходу ЛІЧИЛЬНИКОВІ імпульси надходять на лічильник Після першого такту в лічильнику установлюється код Ni рівний Ni = KiSloB-KiU n e i де - К-і - коефіцієнт перетворення перетворювача "напруга-код", S - чутливість давача Холла до індукції, Іо - струм живлення давача Холла, В - індукція магнітного поля, и п е - напруга нееквіпотенціальності У другий такт блок керування підключає на вхід перетворювача "напруга-код" струмові електроди давача Холла У перетворювачі "напруга-код" установлюється код N2, рівний N2 = K1U1 = KiloZg, де - Zg опір давача Холла У третій такт у пристрої ділення виконується ділення кода N2, який перебуває у вихідному регістрі перетворювача "напруга-код", на код N3, який перебуває у блоці констант Код N3 дорівнює коефіцієнту компенсації Кк, який залежить від властивостей давача Холла N 3 = К! = Ці = Після ділення коду N2 на код N3 у пристрої ділення установлюється код N4, рівний N4 = N2 = KiloZg = KiUne N3 loZg U ne Результат ділення N4 з пристрою ділення у вигляді ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів надходить на лічильник, де складається з кодом Ni У четвертому такті у лічильнику установлюється код N5, рівний N5 = N1 + N4 = K1SI0B - KiUne + KiUne = K1SI0B Таким чином, температурна і часова нестабільність не викликають адитивну похибку із-за наявності напруги нееквіпотенціальності U ne У здавачі Холла, оскільки зміна напруги нееквіпотенціальності давача Холла не впливає на точність вимірювання ере Холла, так як друга і третя складові останнього рівняння будуть мінятися на одну і ту ж величину і тому будуть взаємно компенсуватися N5(t) = Nift) + N4(t) = KiSloB - KiUneft) + KiUneft) = K1SI0B Недоліком цього пристрою є невисока точність вимірювання при ЗМІНІ напрямку магнітної індукції відносно розташування давача Холла і коли рівень корисного сигнала ех = SloB менше рівня напруги нееквіпотенціальності U ne У цьому випадку вихідний сигнал давача Холла має вигляд U 9 x=(±SI 0 B-Une), і після першого такту вимірювання у лічильнику, який взаємодіє з абсолютними значеннями чисел, буде код Ni = ±KiSI 0 B±KiUne Таким чином, для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В у лічильнику буде код Ni 1 при Е х > U ne Ni 1 = KiSloB-KiU n e i і код N'1 при Ех U ne і код Ni' v при Ех Une N5 = N1, + N4 = K1SI0B - KiUne + KiU n e = K1SI0B і код N5" при Е х Ue n N5'" = N11" + N4 = K1SI0B + KiUne + Une = K1SI0B + 2K!Une, і код N 5 IV npH E x Une, результат вимірювання не буде залежати від напруги нееквіпотенціальності Для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В при Ех Une, Ex ипе N 5 1 = (K1SI0B - K^ne) + kiUne = KiSloB Для негативного напрямку магнітної індукції ""В і Е х > и п е N5'" = (K1SI0B + KiUne) - KiUne = K1SI0B Для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В і Ех < U ne результат вимірювання дорівнює різниці між вихідним сигналом давана Холла і калібровочним сигналом N5" = (KiUne - K1SI0B) - KiUne = K1SI0B Для негативного напрямку магнітної індукції ""В і Ех < U ne результат вимірювання дорівнює різниці виходного сигналу давача Холла і каліброва 48353 ного сигнала N 5 I V = (KiUne - K1SI0B) - KiUne = KiSloB Таким чином, незалежно від напрямку магнітної індукції відносно розташування давача Холла і співвідношення рівней Ех і U n e результат вимірювання не буде залежати від напрямку магнітної індукції і буде пропорційний тільки корисному сигналу EN = K1SI0B Відзнакою, за якою визначається вид операції алгебраїчного складання вихідного сигнала давача Холла і каліброваного сигнала, рівного напрузі нееквіпотенціальності, є полярність вихідного сигналу давача Холла Коли у першому, другому і четвертому випадках вихідний сигнал давача Холла буде, наприклад, позитивним "+", то у третьому випадку вихідний сигнал давача Холла буде негативним "-" Напрямок магнітного поля відносно розташування давача Холла у другому і четвертому випадках буде різним, а вихідний сигнал давача Холла буде однієї полярності (позитивна полярність) Відзнакою, за якою визначається напрямок магнітного поля, є рівень вихідного сигналу давача Холла відносно рівня каліброваного сигналу Для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В рівень вихідного сигналу давача Холла буде меншим за рівень каліброваного сигналу Для негативного напрямку магнітної індукції "-"В рівень вихідного сигналу давача Холла буде більшим за рівень каліброваного сигналу Реалізація цієї відзнаки здійснюється за допомогою реверсивного лічильника Коли при відніманні каліброваного сигнала з вихідного сигнала код у реверсивному лічильнику зменшується до нуля, це показує, що напрямок магнітної індукції є позитивним "+"В Коли код у реверсивному лічильнику не зменшується до нуля, це показує, що напрямок магнітної індукції є негативним "-"В У пристрій для автоматичного виділення напруги нееквіпотенціальності з результату вимірювання запроваджені схеми 1, тригер і блок керування, для визначення напрямку магнітної індукції Для визначення напрямку магнітної індукції запроваджені багатовходова схема 1, два тригера, формувач полярності, і індикатор полярності Застосування названих ВІДМІННИХ відзнак зі зв'язками між ними у других аналогічних пристроях авторам невідомо Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг 1 наведена блок-схема цифрового вимірювача магнітної індукції, на фіг 2 наведені блок-схема і часові діаграми роботи блока керування цифрового вимірювача магнітної індукції, на фіг 3 наведена блок-схема блока ділення Цифровий вимірювач магнітної індукції (фиг 1) складається з давача Холла 1, стабілізатора струму 2, перемикача 3, який виконаний у вигляді першого і другого керованих вимикачів, трансформатора 4, трансформатора з додатковою первинною обмоткою 5, перемінного резистора 6, синхронного детектора 7 перетворювача "напруга-код" 8, блока ділення 9, блок АБО 10, реверсивного лічильника 1 1 , дешифратора 12, цифрового індикатора 13, 8 блока констант 14, підсилювача-обмежувача 15, схеми 1 16, тригера 17, схеми 1 18, тригера 19 блока керування 20, багато вход о во і схеми 1 2 1 , тригера 22, схеми 1 23, тригера 24, індикатора полярності 25, формувача полярності 26 Струмові електроди давача Холла 1 з'єднані з стабілізатором струму 2 Первинна обмотка трансформатора 4 через паралельно-закорочені контакти С, Д другого керуючого вимикача перимикача 3 з'єднані з струмовими електродами давача Холла 1 Перша первинна обмотка другого трансформатора 5 через паралельно-розрізнені контакти А, Б першого керуючого вимикача перемикача 3 з'єднані з потенціальними (холлівськими) електродами давача Холла 1 Керуючий вхід перемикача 3 з'єднано з першим 40 виходом блока керування 20 Вторинна обмотка першого трансформатора 4 з'єднана з перемінним резистором 6, середня точка якого з'єднана з другою первинною обмоткою другого трансформатора 5 вторинна обмотка другого трансформатора 5 з'єднана з сигнальним виходом синхронного детектора 7, керуючий вхід якого з'єднано з керуючим виходом стабілізатора струму 2 Вихід синхронного детектора 7 з'єднано з сигнальним входом перетворювача "напруга-код" 8, сигнальним входом формувача полярності 26 і підсилювача-обмежувача 15 Вхід запуску перетворювача "напруга-код" 8 з'єднано з другим виходом 28 блока керування 20 Кодовий вихід (паралельний код) перетворювача "напруга-код" 8 з'єднано з першим входом блока ділення 9 Імпульсний вихід (вихід ЛІЧИЛЬНИХ імпульсів) перетворювача "напруга-код" 8 з'єднано з першим входом блока АБО 10 Вихід формувача полярності 26 з'єднано з першим входом схеми 1 23, другий (керуючий) вхід формувача полярності 26 з'єднано з клемою Е джерела живлення Нульовий вхід блока ділення 9 з'єднано з третім 41 виходом блока керування 20 Вхід ділення блока ділення 9 з'єднано з четвертим виходом 42 блока керування 20 Вихід (ЛІЧИЛЬНІ імпульси) блока ділення 9 з'єднано з другим входом блока АБО 10 Вхід запису блока ділення 9 з'єднано з п'ятим входом ЗО блока керування 20 Вихід блока АБО 10 з'єднано з лічильним входом реверсивного лічильника 11 Нульовий вхід реверсивного лічильника 11 з'єднано з шостим виходом 29 блока керування 20 Вхід реверса реверсивного лічильника 11 з'єднано з виходом тригера 19 Вихід реверсивного лічильника 11 (паралельний код) з'єднано з сигнальним входом дешифратора 12 та другим входом багато вход о во і схеми 1 21 Керуючий вхід дешифратора 12 з'єднано з сьомим виходом 27 блока керування 20 Вихід (паралельний код) дешифратора 12 з'єднано з цифровим індикатором 13 Керуючий вхід блока констант 14 з'єднано з восьмим виходом 31 блока керування 20, дев'ятий вихід якого 33 з'єднано з першим входом схеми 1 16 Вихід підсилювача-обмежувача 15 з'єднано з другим входом схеми 1 16, вихід якої - з одиничним входом тригера 17 Вихід тригера 17 з'єднано 48353 з першим входом схеми 1 1 8 Нульовий вхід тригера 17 з'єднано з десятим виходом 34 блока керування 20 Другий вхід схеми 118 з'єднано з одинадцятим виходом 35 блока керування 20 Третій вхід схеми 118 з'єднано з першим входом схеми 1 23 і першим виходом тригера 22 Вихід схеми 118 з'єднано з одиничним входом тригера 19, нульовий вхід якого з'єднаний з дванадцятим виходом 36 блока керування 20 Другий нульовий вхід тригера 19 з'єднано з другим нульовим входом тригера 24 і другим виходом тригера 22 Вихід багатовходової схеми 1 21 з'єднано з одиничним входом тригера 22 Вихід схеми 1 23 з'єднано з одиничним входом тригера 24 Вихід тригера 24 з'єднано з входом індикатора полярності 25 Блок 1 - давач Холла, є первинним перетворювачем магнітної індукції, наприклад, (Богомолов В И "Устройство с датчиками Холла и датчиками магнитосопротивления" М - Л , 1961) Застосовуються промислові давачі Холла Х521, ЦВТУ - 0,5-71 -678, Х201, Х211 ,Х501 і ІНШІ Блок 2 - стабілізатор струму, є звичайним стабілізованим джерелом живлення перемінного струму, наприклад (Таранов С Г "Самонастраивающиеся приборы" Киев, Наукова Думка, 1981 ) Може застосовуваться джерело живлення давача Холла прилада Щ4310, Рб 2 729 002 335 Блок 3 - перемикач, є релейний перемикач, який застосовується у вимірювальних і радіоелектронних схемах, наприклад, (Орнатский П П "Автоматические измерения и приборы" Киев, Наукова Думка 1975) Перемикач може бути збудовано на реле РЕС - 22 Блок 4, 5 - трансформатор, є типовим елементом, який застосовується у вимірювальних і радіоелектронних схемах, наприклад, (Орнатский П П "Автоматические измерения и приборы" Киев, Наукова Думка 1973) Блок 6 - резистор, є типовим елементом вимірювальних і радіоелектронних схем, наприклад, (Орнатский П П "Автоматические измерения и приборы" Киев, Наукова Думка 1975) Блок 7 - синхронний детектор, є стандартним елементом, який застосовується у радіотехнічних і електровимірювальних схемах, наприклад, (Хлистунов В Н "Основы цифровой электроизмерительной техники и цифровые преобразователи" М Л , Энергия, 1965) Блок 8 - перетворювач "напруга-код", є стандартним аналого-цифровим перетворювачем, наприклад, (Хлистунов В Н "Основы цифровой электроизмерительной техники и цифровые преобразователи" М -Л , Энергия, 1966) Може застосовуватись перетворювач "напруга-код" прилада Щ4310, Рб 2 729 002 33 12 Блок 9 - блок ділення, є стандартним пристроєм, може бути виконано наприклад, по а с №342127 Блок-схема пристрою ділення наведена на фіг З У пристрої по а с №342127 зроблені деякі доробки Блок ділення 9 складається з регістра дільника 91, буферного регістра 92, лічильного тригера 93, логічної схеми 94, яка складається з схем 1 941, 10 942, схеми АБО 943, схеми закінчення ділення 95, яка складається з тригера 951, схем 1 952, 953, і генератора імпульсів 954, регістра діленого 96, лічильника результату 97 і групи схем 1 98 Блок 91 - регістр дільника, є типовим пристроєм цифрової техніки, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути застосована мікросхема 564ИЕ 11 Блок 92 - буферний регістр, є типовим реверсивним лічильником, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155Т51 Блок 941, 942 - багатовходова схема 1, є типовим елементом, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Блок 943 - схема АБО, є типовим елементом, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155 ЛАЗ Блок 951 - тригер, є типовим тригером, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155 Т51 Блок 952 - багатовходова схема 1, с типовим елементом, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155 ЛА2 Блок 953 - схема 1, є типовим елементом, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155 ЛАЗ Блок 954 - генератор імпульсів, є стандартним пристроєм, наприклад, (Букреев И Н , Мансуров В Ю , Горячев В И "Микроэлектронные схемы цифровых устройств") Може бути використано генератор імпульсів К 224ГГ2, 353ГГ1 Блок 96 - регістр діленого, є типовим пристроєм, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах» М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 561 ИЕ1 1 Блок 97 - лічильник результату, є типовим елементом, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах" М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 561 ИЕ11 Блок 98 - група схем 1, по одній на кожний розряд паралельного кода, є типовим пристроєм, наприклад, (Ричарде Р К "Арифметические операции на цифровых вычислительных машинах" М , ИЛ , 1957) Може бути використана мікросхема 155 ЛАЗ Сигнал початкової (нульової) установки, який надходить з третього вихода 41 блока керування 20 у початковий (нульовий) стан установлює лічильник дільника 91, буферний лічильник 92 і тригер 951 11 Операція ділення виконується шляхом послідовного віднімання кода дільника Б з кода діленого А до тих пір, поки код діленого не стане рівним нулю Результат ділення дорівнює числу циклів віднімання А - КБ Une, "-"В, Ni" = K1SI0B+ KiUne, для Е х < и п е , "-"В, 1 ne, для Ех Une, "+"B, де S - чутливість до індукції давача Холла 1, Іо - струм живлення давача Холла 1, Кі - коефіцієнт перетворення давача Холла 1, U ne - напруга нееквіпотенціальності У другий такт вимірювання сигнал, який надходить з вихода 40 блока керування 20, відключає перемикач З У цьому випадку контакти А і Б першого керуючого вимикача перемикача 3 розмикаються, а контакти С і Д другого керуючого вимикача перемикача 3 закорочуються 15 При цьому на вхід синхронного детеїсгора 7 з трансформатора 5 надходить частина сигналу з струмових елеісгродів давача Холла 1 3 струмових елеісгродів давача Холла 1 сигнал надходить на першу первинну обмотку трансформатора 5 через послідовно з'єднані трансформатор 4 і резистор 3 середньою точкою 6 Сигнал синхронного детектора 7 перетворюється у код перетворювачем 8 N 2 = K i U i = KiloZ g i де Z g - опір давача Холла 1, Ui - напруга на струмових електродах давача Холла 1, Кі - коефіцієнт перетворення послідовного з'єднання трансформатора 4, резистора 3 середньою точкою 6, і трансформатора 5 Після ЦЬОГО ПО сигналу, який надходить з вихода 31 блока керування 20, на перший вхід блока ділення 9 надходить код N3 з блока констант 14 Код N3, який зберігається у блоці констант 14, дорівнює коефіцієнту компенсації N 3 = Kk = Ці = loZg = loZgitl line Une Uneft) У третьому такті на другий вхід блока ділення 9 надходить код N2 після надходження сигнала з виходу ЗО блока керування 20 Після ділення кода N2 на код N3 у блоці ділення 9 установлюється код N4 після надходження сигнала з виходу 36 блока керування 20 N 4 = N2 = KijoZg = KiUne N3 loZg Une У четвертому такті результат ділення з імпульсного виходу блока ділення 9 у вигляді ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів через блок АБО 10 надходить на реверсивний лічильник 11 Робота реверсивного лічильника 11 залежить від полярності вихідного сигналу формувача полярності 26, який залежить від напрямку магнітної індукції відносно розташування давача Холла 1 Для негативного напрямку магнітної індукції "-"В реверсивний лічильник 11 буде працювати на віднімання, для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В реверсивний лічильник буде працювати на складання Напрямок магнітної індукції В визначається у перший такт вимірювання Для негативного напрямку магнітної індукції ""В у перший такт сигнал підсилювача-обмежувача 15, який підключено до синхронного детектора 7, є дозволяючим (логічна одиниця "1") для схеми 1 16 Коли надходить сигнал з виходу 33 блока керування 20, спрацьовує схема 1 16 і видає сигнал на одиничний вхід тригера 17, який переходить в одиничний стан і видає дозволяючий потенціал на схему 1 1 8 У другому такті вимірювання, коли надходить сигнал з виходу 35 блока керування 20, спрацьовує схема 1 18 і видає керуючий сигнал на одиничний вхід тригера 19, який переходить в одиничний стан Для такого стану тригера 19 реверсивний лічильник 11 буде працювати на віднімання Для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В стан тригерів 17, 19 у першому такті не міняється У другому такті вимірювання режим роботи 48353 16 реверсивного лічильника 11 не змінюється, таким чином у другому такті вимірювання реверсивний лічильник' буде працювати на складання Таким чином після четвертого такта вимірювання у реверсивному лічильнику 11 установлюється код N15 (N'5) для "-"В і код N5"1 (N5IV) для позитивного напрямку магнітної індукції "+"В N 5 ' = N1! - N4= (K1SI0B + KiUne) - KiUne = K1SI0B, Ex > Une, "-"В, N 5 " = N N i - N4= (K1SI0B + KiUne) - KiUne = KiSloB, Ex Une, "+"B, N 5 I V = N I V ! - N4= (KiUne - KiSloB) - KiUne = KiSloB, E x < Une, "+"B При цьому необхідно відзначити, що робота пристрою для "+"В, EN Une, "-"B, N 5 "(t) = N/(t) - N4(t) = (KiSloB + KiU n e (t) - KiU n e (t)) = KiSloB, для E x Une, "+"B, N 5 l v (t) = Ni l v (t) - N4(t) = (-KiSloB + KiU n e (t) - KiU n e (t)) = K1SI0B, для E x и пе , 2) "-"В, Ех Для "+"В і Ех U n e У перший такт вимірювання сигнал, який надходить на вихід формувача полярності 26 відповідає негативному напрямку магнітної індукції і проходить через схему 1 23 на одиничний вхід тригера 24 Тригер 24 установлюється в одиничний стан, який відповідає негативному на 17 прямку магнітної індукції "-"В Вихідний сигнал тригера 24 надходить на індикатор полярності 25 2 "+"В, EN > U ne У перший такт вимірювання сигнал, який надходить на вихід формувача полярності 26 є забороняючим для схеми 1 23 і тому він не змінює стан тригера 24, таким чином тригер 24 залишається у нульовому стані, що відповідає позитивному напрямку магнітної індукції "-"В 3 "-"В, Ех < и п е У перший такт вимірювання, сигнал, який надходить з виходу формувача полярності 26 є дозволяючим для схеми 1 23 і тому він проходить через схему 1 23 і змінює стан тригера 24, що відповідає негативному напрямку магнітної індукції "-"В 4 "+"В, Ех Une, Ex < Une) Точність вимірювання не залежить від напрямку магнітної індукції і співвідношення амплітуд сигналів Ex, U ne На підприємстві ДП "Фінмаш" спільно з НДІ "Квант" виготовлено макет цифрового вимірювача магнітної індукції При цьому була виконана необхідна доробка прилада Щ 4310, котрий виробляє завод "Електровимірювач" м Житомир, Україна Технічна документація на винахід виконана на рівні ескізних креслень, які дозволяють відтворити запропонований цифровий вимірювач магнітної індукції 7 Синкрон 19 48353 20 33 29 | 1 34 [ і 1 1 36 35 1 1 il 1 ; ге 32 1 , 1 І 1 і зо І2 п 33 1 1 1 11 — 35 г п 32 ҐЛ 1 £7 і 1 38 1 1 37 1 фіг. as _| 2 й я ю ЗДКІ-НЯЄНІІЯ л і л й н в л 9S4 97 Р ділення Щ н Ю т р К ДІДВНК.^ 94 Л о г і в н в схема ДІЛІМНЕІЕЛ аг * * • 21 48353 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 22
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDigital device for measuring magnetic induction
Автори англійськоюOstapov Anatolii Oleksandrovych, Chyhyryn Oleh Trokhymovych, Chygyryn Yurii Trokhymovych
Назва патенту російськоюЦифровой прибор для измерения магнитной индукции
Автори російськоюОстапов Анатолий Александрович, Чигирин Олег Трофимович, Чигирин Юрий Трофимович
МПК / Мітки
МПК: G01R 33/06
Мітки: індукції, магнітної, цифровий, вимірювач
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-48353-cifrovijj-vimiryuvach-magnitno-indukci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Цифровий вимірювач магнітної індукції</a>
Попередній патент: Спосіб виготовлення оксидно-напівпровідникових конденсаторів
Наступний патент: Спосіб нейтрон-нейтронного каротажу та пристрій для його здійснення
Випадковий патент: Робоча поверхня з обмежувачем розтікання рідини