Цифровой измеритель индукции магнит-ного поля

Цифровой измеритель индукции магнит-ного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик рл815692

И kRTOPCMOM1 СВНДОиаьсию (61) Дополнительное к авт. Сеид-ву (22) Заявлено 2205.79 (21) 2768940/18-21 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет—

Опубликовано 230331. Бюллетень М 11

Дата опубликования описания 230 ЗЛ1 „з

6 01 и 33/02

Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий

Ж) УФ 621. 317. .44 (088. 8) (72) Автор изобретен и я

А. В. Рагаускас

Каунасский политехнический институт им. А. Снечкуса (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ИЗМКРИТЕЛЬ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным .измерениям и предназначено для измерения магнитной индукции постоянных магнитных полей.

Известны цифровые измерители магнитной индукции, содержащие гальваномагнитный преобразователь в виде элемента Холла, источник переменного тока питания, симметризующий трансформатор, автоматический. переключатель, избирательный усилитель и фазовый детектор, интегратор, компаратор, счетчик, генератор счетных импульсов и цифровой регистрирующий прибор j11. 35

Однако точность измерения и линейный диапазон амплитудной характеристики известных устройств ограничены из-за нелинейности реальных фазовых детекторов и ограниченной точ« ,ности преобразователя постоянное, напряжение — временной интервал.

Известен также цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий элемент Холла, резистор, симметризирукщий трансформатор, автоматический переключатель, избирательньЖ усилитель, фазовый детектор, компаратор, два ключа, источник опорного напряжения, интегратор, преобразователь временной интервал — цифра в виде генератора счетных импульсов и счетчика импульсов, а также цифровой регистрирующий прибор t. 2 J.

Однако точность измерения этого устройства ограничена.

Цель изобретения — увеличение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в цифровой измеритель индукции магнитного поля, содержащий полевой магнитотранзистор, подключенный к нему усилитель, последовательно соединенные источник опорного напряжения, компаратор, преобразователь временной интервал — цифра и цифровой.регистрирующий прибор, а также ключи и блок управления, введен второй усилитель, индуктивный элемент и источник постоянного тока, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя и индуктивным элементом„ соединенным с общей шиной устройства, выход второго усилителя соединен с полевым электродом магнитотранзистора, который дополнительно соединен с первым входом компаратора а также через первый ключ соединен с выходом источника постоянного тока и через второй ключ соединен с общей

815б92 шиной устройства, причем входы управления первого ключа соединены с первыми выходами блока управления и компаратора, вход управления второго ключа соединен со вторым выходом блока управления, подключенного к преобразователю временной интервал — цифра.

На чертеже показана блок-схема цифрового измерителя индукции магнитного поля.

Он содержит полевой магнитотранзистор 1, соединенный с источником 2 постоянного тока, усилитель 3, компаратор 4, первый вход которого соединен с полевым электродом магнитотранзистора 1, второй вход соединен с источником 5 опорного напряжения, а выход соединен со входом преобразователя б временной интервал — цифра,ко— тарый дополнительно соединен с блоком 7 управления и цифровым регистрирующим прибором 8. Вход усилителя 3 подключен к точке соединения источника 2 т Ока питания и магнитотранзистора 1, а выход усилителя 3 соеди— нен со входом второго yrилит.=.::1я 9 и индуктивным эле(лентом 10, сое-..(ненHblM c Об(;(ей ши ной . GTPoAcт . : — .. 3!- хОД второго усилителя 9 соеди.(е- .. полевым электрОдОм маг((итотранзп(...зри 1 р кот Орыи допол нит и(ьно соедч (! =: через ключ 11 с выходо1л вт Орого источника

12 постоянного ток и через ключ 13 с Общей (((и((ой устройства. Входы уп-рав.((е(-(ия ключа 11 соединены с ((ервым выходом блока 7 управления и выходом управления компаратора 4, Вход управления ключа 13 соединен со втоблок B. 7 gïðàâëå=i A

H 3 мери т ел v работ аЕт с((еду((з(.-(s: a6разом.

B динамическом режиме работы соединение маг((итотранзистора 1 и усилителей 3 и 9 реализует иньертор импеданса, входом которого являет я полевой электрод магнитотранзи "."Ора 1, а выходом — вход усилителя 9. Такой инвертор характеризуется следующей матрицей параметров где В - проводимость прямой передачи усилителя 3, ((— постоянный коэффициент, 1/Т,  — величина измеряемой магнитной индукции;

G — проводимость прямой переда(2 чи усилителя 9.

Из выражения (1) имеем, что величина импеданса, подключенного между входом компаратора 4 и общей шиной устройства выражается где Y(, Yq — элементы матрицы LY l инверт.ора импеданса, j(L (g — - комплексный импеданс индуктивного элемента 10.

Таким образом, в предлагаемом устройстве между входом компаратора 4 и общей шиной устройства имеется двухполюсный элемент, импеданс которого определяется величиной измеряемой .магнитной индукции.

Согласно (2) емкость этого двухполюсного элемента определяется выражением С(В)=L,oÊG GðВ, т.е. линейно зависит от величины измеряемой индукции В, а знак емкости определяется направлением индукции В.

15 ; В исходном состоянии устройства потенциал на емкости С(В) равен нулю, а ключи 11 и 13 разомкнуты. Процесс измерения начинается в.момент времени t„ при поступлении импульса пуска из блока 7 управления на вход пуска преобразователя временной интервал — цифра б,и, одновременно, на ключи 11. При этом ключ 11 замыкается и начинается заряд емкости С(В) от источника 13 тока, и напряжение U(t) на. входе компаратора 4 возрастает по линейному закону. При достижении в момент (.2 уровня Оо срабатывания компаратора 4, т.е. при U(t ) =U (1 компа2 ратор 4 срабатывает и на преобразователь б с выхода компаратора 4 поступает импульс остановки. При этом на выходе, преобразователя б формируется цифровая величина N, пропорциональная временному интервалу с — с л, т. е.

<, u c!al О, ., Ка,С9

М= - 11=

Л„ где ((з — ток источника 12 .тока..

Из выражения (3) имеем, что предлагаемое устройство обеспечивает прямое линейное преобразование магнитная индукция — временной интервал, 45 Одновременно с остановкой преобраз Ователя б, импульсом, поступающим из выхода управления компаратора 4, ключ 11 размыкается. После этого, импульсом со второго выхода блока 7 управления ключ 13 замыкается и потенциал на емкости С(В) падает до нуля.

В течение переходного процесса разряда емкости С(В) цифровая величина М записывается на регистры цифрового регистрирующего прибора 8. После окончания процессов записи цифры и и разряда емкости С(В) импульсами с выходов блока 7 управления, преобразователь 6 переводится в состояние начала.счета, а ключ 13 размыкается.

60 При поступлении очередного импульса пуска из блока 7 управления процесс повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство Обеспечивает преобразование из45 меряемой индукции В в цифровую вели815692

Формула из обретения

ВНИИПИ Заказ 1031/77 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 чину N без использования измерительного преобразования индукции  — амплитуда переменного напряжения, детектирования и преобразования постоянное напряжение — временной интервал, т, е. исключены погрешности соответствующих преобразователей, увеличена точность измерений и достигнуто упроще- . ние устройства.

Выражение (3) для германиевых магнитотранзисторов действительна с высокой точностью в диапазоне магнитных индукций  †0-0,1 т. Поэтому. предлагаемое изобретение особенно полезно при построении цифровых измерителей индукции слабых магнитных полей. !1

Цифровой измеритель индукции маг- 2О нитного поля, содержащий полевой магнитотранзистор, подключенный к нему усилитель, последовательно соединенные источник опорного напряжения, компаратор, преобразователь временной интервал — цифра, и цифровой регистрирующий прибор, а также ключи и блок управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введен второй усилитель, индуктивный элемент и источник постоянного тока, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя и индуктивным элементом, соединенным с общей шиной устройства, выход второго усилителя соединен с полевым электродом магнитотранзистора, который дополнительно соединен с первым входом компаратора, а также через первый ключ соединен с выходом источника постоянного тоха и через второй ключ соединен с общей шиной устройства, причем входы управления первого ключа соединены с первыми выходами блока управления и компаратора, вход управления второго ключа соединен со вторым выходом блока управления, подключенного к преобразователю временной интервал — цифра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 521537, кл. G 01 R 33/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 424093, кл. G 01 R 33/06, 1973.