Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОКИ QOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3395360/18-21 (22) 18.02.82 (46) 07.06.83. Бюл . Ф 21 (72) В.Э. Дрейзин, А.Н. Куликов и

О.Г. Бондарь (71) Курский политехнический институт (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

ll 37)886, кл..G 01 R 33/ l2, 06.07.71 °

2. Авторское свидетельство СССР, Ю 901957, кл. G 01 В 33/12, l2.06.80. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее схему формирования и хранения кодов и.последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразо« ватель, усилитель мощности .с намагничивающей обмоткой и резистором, измерительную обмотку, аналоговый ключ, интегратор, цифровой вольтметр по„„5U„„1022038 А цр G Ol N 27/72; G Оl R 33/12 стоянного тока и регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены нуль-орган, вычитающий счетчик, схема И, суммирующий счетчик и триггер, при этом выход усилителя мощности соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И и выходом генератора прямоугольных импульсов, а информационные входы " с выходами схемы фор- мирования и хранения кодов, выход. схемы И соединен со счетным входом суммирующего счетчика, выход которого соединен с входом сброса триггера, установочный вход которого соединен . . с выходом вычитающего счетчика, а выход - с вторым входом схемы И и управляющим входом аналогового ключа, р причем емкость суммирующего счетчи" ка равна половине емкости счетчика..Ф 10220

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения динамических магнитных свойств при нераэрушающем контроле ферромагнитных материалов, Известно устройство для измерения динамических магнитных характеристик, содержащее источник намагничивающе" го поля, программное устройство, устройство для. выделения напряжений

10 пропорциональных напряженности магнитной индукции испытываемого образ" ца, два генератора. компенсирующего напряжения, управляемые программным

15 ния,,выход которой соединен с управляющими входами преобразователей ана»

25 лог " код составляющих компенсирующего вектора 1 $

Недостатками данного устройства являются невысокая точность измере" ния динамических магнитных характе" .ростик, сложность настройки и эксплуатации, что обусловлено наличием большого числа аналоговых узлов.

Известно также устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материа- 35 лов, содержащее схему формирования . и хранения кодов, схему совпадения цифровых кодов, а также последова- тельно соединенные генератор прямо. угольных импульсов, счетчик, цифро- 40 аналоговый преобразователь, усилитель мощности с намагничивающей обмоткой и резистором, измерительную обмотку, аналоговый ключ, интегратор, цифровой вольтметр постоянного 45 тока и регистратор, причем входы схемы .совпадения кодов соединены с выходами счетчика и схемы формирова" ния и хранения кодов, а ее выход соединен с управляющим входом аналого- 50 вого .ключа 2 ).

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность и стабильность результатов иэ" мерения, обусловленная фазовой. по» грешностью последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя, усилителя мощности и намагничи55, устройством, два компаратора, один вход каждого из которых соедйнен с источником напряжения, пропорционального либо индукции, либо напрАженности магнитного поля, а другойс соответствующим генератором компенсирующего напряжения, выходы же

20 .компараторов подключены через форми" рователи импульсов к схеме совпаде"

38 2 вающая обмотка . В.этой цепи присутствует сдвиг по фазе между входным и выходным сигналами, который при работе в широком частотном диапазоне принципиально не устраним и по величине, при работе с разными объектами контроля, заранее непредсказуем.

В результате фазового сдвига напряженность магнитного поля, создаваемого намагничивающей обмоткой, не coa" .падает по фазе с соответствующим значением кода в счетчике. Это приво дит к неоднозначности момента открывания аналогового ключа и, следовательно, к погрешности измерения.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных .материалов, содержащее схему формирования и хранения кодов и последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности с намагничивающей обмоткой и резистором, измерительную обмотку, аналоговый ключ, интегратор, цифровой вольтметр постоянного тока и регистратор, введены нуль-орган, вычитающий счетчик, схема И, суммирующий счетчик и триггер, при этом выход усилителя мощности соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом схемы

И и вь1ходом генератора прямоугольных импульСов, а информационные входыс выходами схемы формирования и хранения кодов,. выход схемы И соединен со счетным входом суммирующего счетчика, выход которого соединен с входом сброса триггера, установочный вход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, а выход - с вторым входом схемы И и управляющим входом аналогового ключа, причем емкость суммирующего счетчика равна половине емкости счетчика.

На чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 прямоугольных импульсов, основной счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, усилитель 4 мощности, намаг" ничивающую обмотку 5, резистор 6, а также измерительную обмотку 7, ана3 :1022 логовый ключ 8, интегратор 9, цифровой вольтметр 10 постоянного тока, регистратор -11, нуль-орган 12, гхему 13 формирования и хранения кодов.

Вход нуль-органа 12 подключен к точке соединения намагничивающей обмотки 5 и токозадающего:резистора 6.

Вычитающий счетчик 14 имеет несколько входов, которые соединены следующим образок: управляющий - с выхо- .10 дом нуль-органа 12; счетный - с генератором 1; информационные - с выходами схемы 13 формирования и хранения кодов. На установочный вход и вход сброса триггера 15 поступают. сигналы с выходов вычитающего счетчика 14 и суммирующего счетчика 16 соответственно. Выход триггера 15 подключен к аналоговому ключу 8 и схеме И t7. Второй вход схемы И 17 связан с генератором 1, а выход " с входом суммирующего счетчика 16.

Устройство работает следующим образом.

Йрямоугольwe импульсы заданной частоты с выхода генератора 1, посту пают на вход основного счетчика 2, в;котором последовательный цифровой код преобразуется в параллельный.

Параллельный цифровой код с выходов основного счетчика 2 подается на входы цифроаналогового преобразователя

3, который в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует ступенчатое напряжение, периодически изме-няющееся по линейному закону, которое через усилитель 4 мощности подается в намагничивающую обмотку 5, последовательно соединенную с токозадающим. резистором 6. Напряжение, про40 порциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6 снимается с последнего и одно: временно поступает .на нуль-орган 12 и второй вход усилителя 4 мощности.

Таким образом, напряженность поля, 45 создаваемого намагничивающей обмот" кой 5., пропорциональна току. на выходе усилителя 4 мощности.

В момент перехода тока усиг<ителя

4 мощности через нуль срабатывает нуль-орган 12, который своим выходом разрешает перезапись цифрового кода точки измерения их схемы 13 формиро038 вания и хранения кодов в вычитающий счетчик 14. Тактовые импульсы, поступающие на вычитающий счетчик 14 с генератора 1 последовательно уменьшают его содержимое. Как только содержимое вычитающего счетчика 14 уменьшится до нуля, на его выходе появляется импульс, переводящий триггер в единичное состояние, что приводит к открыванию аналогового ключа 8 и схемы И 17. Тактовые импульсы через открытую схему И 17 начинают поступать в суммирующий счетчик 16, емкость которого равна половине емкости основного счетчика 2. Так как на основной счетчик 2 и на суммирующий счетчик 16 импульсы поступают с одного и того же выхода- генератора

1, то точно через половину периода намагничивающего тока, считая от момента срабатывания триггера 15, суммирующий счетчик 16 переполнится и перебросит триггер 15 в нулевое состояние, что, в свою очередь, приводит к запиранию аналогового- ключа 8 и схемы И 17. Таким образом, аналоговый ключ 8 оказывается открытым в течение половины периода повторения тока намагничивания. К моменту закрывания аналогового ключа 8 на выходе интегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Зто напряжение измеряется цифровым вольтметром

10 и результат фиксируется регистра" тором 11.

Таким образом, в предлагаемом устройстве отсчет момента начала изме рения всегда ведется от одной и той же точки, соответствующей физическому состоянию равенства нулю напряженности магнитного поля, вне зависимости от частоты тока намагничивания и контролируемого объекта. Зто приводит к тому, что непредсказуемая фазовая погрешность цепочки - цифроаналоговый преобразователь, усили" тель мощности, намагничивающая обмотка - не оказывает влияния на результат измерения, что позволяет no" высить точность и стабильность результатов измерения в 4 раза по сравнению с известным устройством.

10гг 038

Составитель С. Шумилишская

Редактор А. Шандор ТехредЛ.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 029/35 Тираж 73 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Уж