时间检定仪磁电转换装置

　　时间检定仪是检定电子毫秒表、电子秒表、机械秒表、指针式电秒表、数字式电秒表等计时仪表的通用计量仪器。它包括电子毫秒计检定仪、秒表检定仪、电秒表检定仪等，其主要功能是输出标准的时间间隔信号[1]。时间检定仪的检定包括内部晶振的检定和输出时间间隔的检定[2]，在检定输出时间间隔时需要转换装置，将夹具的机械动作信号转变为电脉冲信号，由计数器精确测量两个电脉冲信号之间的时间间隔。目前市场上还没有现成的产品，因此无法检定。须根据实际需要，设计制作合适的磁电转换装置，将机械信号转换成电脉冲信号，以实现对时间检定仪的检定，使其有效溯源。

　　1 工作原理

　　磁电转换装置利用霍尔效应[3]，可将机械秒表检定仪的夹具动作信号转变为电脉冲信号，之后传送到通用计数器，精确测量两个脉冲信号之间的时间间隔。测量开始时，磁电转换装置输出脉冲信号，用上升沿作为触发信号控制通用计数器的通道 1 开始测量，磁电转换装置再次输出脉冲信号，用上升沿作为触发信号控制通用计数器的通道 2 停止测量。

　　磁电转换装置电路由直流稳压电路、霍尔传感器、差分放大电路、施密特触发电路等部分组成[4]。电路原理与输出特性如图 1 所示。

　　当有磁场作用在传感器上时，霍尔元件输出霍尔电压 VH，该电压经放大器放大后，送至施密特整形电路，当放大后的 VH电压大于 “开启”阈值时，施密特整形电路翻转，输出高电平，使半导体管导通为“开状态”; 当磁场减弱时，霍尔元件输出的 VH很小，经放大器放大后其值也小于施密特整形电路的 “半闭”阈值，施密特整形电路再次翻转，输出低电平，使半导体管截上，这种状态为 “关状态”。一次磁场强度的变化，就使转换装置产生了一个矩形脉冲信号。

　　图 2 说明了磁感应强度 B 与输出电压 V0的关系。当 B 由 BLH变到 BHL时，霍尔电路输出管导通，输出低电平 V0L之后 B 再增加，仍保持导通态。若 B 值降到 BLH时，输出管截止，V0才由低电平变为高电平。B 继续减小，V0保持高电平不变。所以 BHL为导通点，BLH为关闭点。两者之差 Bd= BHL- BLH为回差宽度( 磁滞) ，回差的存在使转换装置的抗干扰能力增强。

　　电路中需预留前置输出接口。前置输出是测试磁电转换装置最大允许误差的预留输出口，它测量的是从夹具触动开关开始触动到磁电转换装置输出高电平的时间，它反映了磁电转换装置的系统误差。在检定规程中，对磁电转换装置最大允许误差要求为小于 0. 1ms[2]。