Цифровой измеритель магнитного поля

Авторы патента:

G01R33/02 - измерение направления или напряженности магнитных полей или магнитных потоков (G01R 33/20 имеет преимущество; измерение направления или напряженности магнитного поля земли для целей навигации или съемки G01C; для разведки, для измерения магнитного поля земли G01V 3/00)

Изобретение может быть использовано в магнитометрах, предназначенных для измерения магнитного поля, в приборостроении , магнитной дефектоскопии и судостроении. Целью изобретения является повышение точности измерений. Цтя достижения э-той цели в цифровой измеритель магнитного поля дополнительно введены счетчик-делитель 11 на N, триггер 12, элемент ИЛИ 10, инвертор 14 и формирователь 13 импульсов. Кроме того, устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, Щ1фроаналоговый преобразовав тель 3, регистр 4, феррозонд 5, дифференциатор 6, компаратор 7, арифметический сумматор 8, регистр 9. При наличии внешнего поля происходит смещение тока возбуждения в феррозонде на величину измеряемого поля, что обеспечивается введением в устройство отрицательной обратной связи по измеряемому полю. 2 ил. С S (Л со 01 ю ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 R 33/02

ВСГ.) 1(:-::;

ill „, l3 (ЬЮ:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054326/24-21 (22) 09.04.86 (46) 15. 11.87. Бюл. Р 42 (72) Е.E. Якунина, С.В. Линьков и С.Ю; Яковлев (53) 62 1.3 17.44(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 282323 1, кл . С 0 1 R 33/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М- 1215075, кл. С 01 R 33/02, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано в магнитометрах, предназначенных для измерения магнитного поля, в приборостроении, магнитной дефектоскопии и судостроении ° Целью изобретения яв„„SU„„1352427 A 1 ляется повышение точности измерений.

Для достижения этой цели в цифровой измеритель магнитного поля дополнительно введены счетчик-делитель 11 на

N триггер 12, злемент ИЛИ 10, инвертор 14 и формирователь 13 импульсов.

Кроме того, устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счет„. чик 2, цифроаналоговый преобразова. тель 3, регистр 4, феррозонд 5, диФференциатор б, компаратор 7, арифметический сумматор 8, регистр 9. При наличии внешнего поля происходит смещение тока возбуждения в феррозонде на величину измеряемого поля, что обеспечивается введением в устройство отрицательной обратной связи по измеряемому полю. 2 нл.

1352427

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в магнитометрах, предназначенных для измерения магнитного поля в

5 приборостроении, магнитной дефектоскопии и судостроении.

Цель изобретения вЂ” повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вЂ” диаграммы напряжений устройства.

Предлагаемое устройство содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, регистр 4, феррозонд

5, дифференциатор 6, компаратор 7, арифметический сумматор 8, регистр 9, элемент ИЛИ 10, счетчик-делитель 11 на N, триггер 12, формирователь 13 импульсов и инвертор 14.

Выход тактового генератора 1 подключен к счетному входу реверсивного счетчика 2 и первому входу элемента 25

ИЛИ 10, выход которого соединен со счетным входом счетчика-делителя 11, выход которого связан с вторым входом элемента ИЛИ 10 и счетным входом триггера 12, выход которого подсоединен к 30 управляющему входу реверсивного счетчика 2, выход которого соединен с входами регистров 4, 9 и входами ЦАП

3, выход которого подключен к обмотке возбуждения феррозонда 5. Выход феррозонда 5 соединен с входом дифференциатора 6, выходом соединенного с входом компаратора 7, при этом выход компаратора 7 соединен с управляющим входом регистра 4, входом формировате-щ ля 13 импульсов и входом инвертора

14, выходы регистра 4 связаны с первой группой входов арифметического сумматора 8, а выходы регистра 9 вЂ” с второй группой входов арифметического 1б сумматора 8, выход которого соединен с выходной шиной 15, выход формирователя 13 импульсов связан с обнуляющим входом счетчика-делителя на N, а вывЂ” ход инвертора 14 вЂ” с управляющим вхо- б0 дом регистра 9.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии измеряемого магнитного поля Н„ происходит увеличение или уменьшение состояния U выходов реверсивного счетчика 2 по сигналам

U òàêòîâîãî генератора 1 в зависивЂ” мости от направления счета. Таким образом, на выходе ЦАП 3 формируется сигнал U треугольного тока возбуждевЂ” ния ферро онда 5 (фиг. 2). В момент перемагничивания сердечника феррозонда на выходе последнего появляются импульсы U,, которые после дифференцирования на дифференциаторе 6 (U<) подаются на вход компаратора 7. На выходе компаратора 7 Формируется прямоугольный импульс U, по положительному фронту которого происходит запись состояния выходов реверсивного счетчика 2 в регистр 4, Эта информация соответствует гистерезису сердечника Н феррозонда 5. Одновременно по положительному фронту U, компаратора 7 на выходе формирователя 13 импульсов формируется импульс длительвЂ” ностью менее половины периода тактоного генератора U обнуляющий счетчик-делитель 11 на N, после чего последний начинает счет заданного числа импульсов тактового генератора. При достижении заданного числа импульсов на выходе счетчика-делителя 11 появляется импульс Б,„, который через элемент ИЛИ 10 блокирует счетный вход счетчика-делителя 11 на N,а по положительному фронту этого импульса изменяется состояние триггера 12, по сигналу которого Б„„ переключается направление счета реверсивного счетчика 2.

При повторном перемагничивании сердечника феррозонда 5 (U ) на выходе компаратора 7 формируется отрицательный фронт U, по которому формирователь 13 импульсов формирует второй импульс U,p обнуляющий счетчик-делитель 11 íà N. Одновременно по отрицательному фронту компаратора 7 на выходе инвертора 14 формируется импульс U по положительному фронту которого происходит запись информации U о состоянии входов реверсив3 ного счетчика 2 в регистр 9. Эта инвЂ” формация соответствует Н„. Таким образом, в арифметическом сумматоре 8 складывается сигнал регистров 4 и 9

НГ + (-Нг) = О и на выходе сумматора 8 появляется выходной сигнал устройства, равный при отсутствии измеряемого поля нулю.

При наличии внешнего поля при поступлении положительного фронта имвЂ” пульса П компаратора 7 состояние реверсивного счетчика 2

i35?427 изм Г

Это состояние записывается в регистр 4.

При поступлении отрицательного фронта импульса U, компаратора 7 состояние реверсивного счетчика 2

Н, =Н„, -Н„, 10

Это состояние записывается в регистре 9.

Таким образом, на выходе 15 арифметического сумматора 8 присутствует информация, пропорциональная измеряе- 15 мому полю:

Н вЂ” Н зм + Н г + Низм 2Ни м

Как видно иэ фиг. 2, при наличии 20 внешнего поля происходит смещение тока возбуждения феррозонда на величину измеряемого поля, что соответствует введению в устройство отрицательной обратной связи по измеряемому 25 полю.

Формула изобретения

Цифровой измеритель магнитного 30 поля, содержащий тактовый генератор, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, два регистра, арифметический сумматор, феррозонд, дифференциатор и компаратор, причем вы- . З5 ход тактового генератора соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход цифроаналогового преобразователя соединен с обмоткой возбуждения феррозонда, выход сигнальной обмотки которого соединен с входом дифференциатора, выходом соединенного через компаратор с управляющим входом первого регистра, выходы первого регистра соединены с первой группой входов арифметического сумматора, о т л ивЂ” чающий с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены счетчик-делитель на N, триггер, элемент HJIH, инвертор и формирователь импульсов, при этом выход тактового генератора соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчикаделителя на N выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и счетным входом триггера, выход последнего соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, выходами соединенного с входами двух регистров и цифроаналогового преобразователя, выход компаратора через формирователь импульсов соединен с входом сброса счетчика-делителя на М,а через инвертор вЂ” с управляющим входом второго регистра, выходами соединенного с второй группой входов арифметического сумматора, выход которого соединен с выходной шиной.

1352427

Составитель А. Сазонов

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова

Корректор А Обручар

Заказ 5563/45 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул,.Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в магнитометрии и дефектоскопии для измерения пространственно неоднородных магнитных полей з широком частотном и амплитудном диапазонах

Способ измерения анизотропии тонкой магнитной пленки // 1347054

Устройство для намагничивания, размагничивания и контроля напряженности магнитного поля изделий // 1345149

Устройство для измерения радиальной составляющей индукции // 1337842

Изобретение относится к магнитным измерениям

Способ определения индукции магнитного поля // 1336728

Устройство для измерения магнитного поля // 1332238

Изобретение относится к области магнитометрии и предназначено для измерения магнитных шумов феррозондовых магнитометров без помещения феррозондов в магнитный экран, а также для измерения магнитного поля Земли и его вариаций

Сверхпроводящий датчик градиента магнитного поля // 1329392

Компенсатор магнитных помех // 1329391

Устройство для измерения градиента индукции магнитного поля // 1322210

Приспособление для промежуточной сборки статора // 1322209

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при определении магнитных свойств листов пакетов статоров электрических машин, в частности при определении зависимости намагничивающего тока от максимального магнитного потока и зависимости потерь в стали от максимального потока, Целью изобретения является повышение точности и оперативности измерения, а также возможности получения результатов измерений на ранних этапах технологического процесса

Магнитометр // 2100819

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Феррозондовый магнитометр // 2103703

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов

Устройство для измерения магнитных полей // 2118831

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым бортовым навигационным магнитометрам

Устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (его варианты) // 2119171

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения положения объекта в системах управления

Магнитометр (варианты) // 2124736

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магниторазведке для поиска полезных ископаемых, в навигации для определения координат судна, в аварийно-спасательных работах, например, для определения местоположения намагниченных тел, в частности затонувших судов, самолетов и т.д

Устройство для измерения магнитных полей // 2124737

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым магнитометрам, предназначенным для измерения компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли (МПЗ)

Магнитометрическое устройство для определения углового положения тела (его варианты) // 2130619

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения угловых величин в автоматических схемах управления, в геомагнитной навигации, в прецизионном машиностроении и приборостроении и т.д

Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела в полости глаза // 2132638

Устройство для локализации инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека // 2132639

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов

Устройство для определения местоположения инородного ферромагнитного тела при малотравматичных операциях // 2132640