Устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных полей

Устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПО авт. СВ. 464860, отличаю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повииения точности измерения, в него дополнительно введен преобразователь фазы в напряжение, входы которого соединены с выходом датчиков, а выход - с вторым входом блока регулируемой задержки .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(Я) 0 01 В 3 3 02

Фиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 464860 (21) 3510090/18-21 (22) 09.11.82 (46) 07.03.84. Вюл. 9 9 (7?) A.Ï.Ãðèãoðüåâ .(71) Читинский политехнический институт (53) 621. 17.44(,088.8) (56) 1. Ав ..оское свидетельство СССР

М 464860, кл. ". 01 R 33/02, 1973. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АЗИМУТАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ по авт. св.

9 446644886600, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения точности измерения, в него дополнительно введен преобразователь фазы в напря жение, входы которого соединены с выходом датчиков, а выход - с вторым входом блока регУлирУемой задержки.

1078367

Изобретение относится к област2нмагнитных измерений.

По основному авт.св. 9 464860 йэвестно устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных полей, содержа.щее последовательно соединенные контрольный датчик, формирователь импупьсов, блок задержки, формирователь стробимпульсов, ключ и индикатор, а также последовательно соеди- 10 ненные измерительный датчик::и блок вычитания, выход которого подключен к второму входу ключа, а второй вход блока вычитания соединен с выходом контролируемого датчика. 15

Устройство позволяет раздельно или одновременно с высокой точностью измерять все виды неоднородностей, при этом измерения могут быть легко автоматизированы j1) .

Однако известное устройство обладает погрешностью, появляющейся и быстро возрастающей с ростом фазового сдвига между сигналами с датчиков, так как при фазовом сдвиге

Cf) 2 (2 - 1(Р) устройство обладает значительной погрешностью.

При фазах Щ > 10 измерения достаточно точно можно провести с помощью известных серийных фазометров.j

Цель изобретения — расширение (ЗО рабочего диапазона и повышение точ- . ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения азимутальной неоднородности сннусо- 35 идальных магнитных полей дополнительно введен преобразователь фазы в .напряжение, входы которого соединены с выходами датчиков, а выход— с вторым входом блока регулируемой 4О задержки.

На фиг. 1 представлена функцио-. нальная схема предлагаемого устройства2 на фиг. 2 - вариант реализации блока задеРжки с подключенным 45 .преобразователем фаза - напряжением на фиг. 3 — диаграмма напряжений, поясняющих принцип получения "плавающей" задержки.

Устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных, полей содержит последовательно соединенные контрольный датчик 1, формирователь 2 импульсов, блок 3 задержки, формироваьезь 4 55 .стробимпульсов, ключ 5 и индикатор б, а также последовательно соеди. 2»енные измерительный датчик 7 и блок

8 вычитания, выход которого подклю-. чеи к второму входу ключа 5, а вто- 6О рой вход блока вычитания соединен

c,âûõîäîì контролируемого датчика

1, а также преобразователь 9 фазы в напряжение, входы которого соединены с выходами датчиков 1 и 7, а

Ь выход — с вторым входом блока 3 ре» гулируемой задержща.

Блок 3 задержки содержит последовательно соединенные генератор

10 пилообразного напряжения и элемент 11 сравнения, выход которого является выходом блока 3 задержки.

Генератор 12 регулируемого напряже. ния через сумматор 13 подключен к второму входу элемента 11 сравнения, при этом второй вход сумматора 13 является входом блока 3 задержки.

Принцип действия устройства основывается на следующих соотношениях. Пусть имеем сигналы с датчиков

7 и 1 (и, 0, (ы +ч)

"г="2 ""2 r где 0 — сигнал с датчика 7;

02 — сигнал с датчика 1;

0» - максимальный сигнал с датчика 7р, U2 — максимальный сигнал с дат.чика 1; сдвиг фаз сигналов с датчиков7и1.

Тогда

0 р-" 02 - U» (0 2 ó„- U, с0% (р) % 0 и 1 О» 6ю»р сО ь сд4, =

- Uðn, »n(ót -V l, » (2)

0„„в»»»р

9 =агс((3) где

2 2

Ор н* О» 02 "QU„ cow»»» . (4)

При малых фазах в известном устройст-, ве сов Щ = 1 (5); 6»»» Ц = Q (6) .

Тогда нз выражений 2 — 4 имеем для данного случая п

-l

Ор= Онною»н» QK iU» (f со% я1 ) н U»NQ

»р а с н 0 = а0, „+(0»„„Ч)22 где ь 0 щ = 0 2 щ — О» нл

При » = . 6) 1, = Я /2, Ор И/2 = 60п статическая неоднородность (10) при»1г =у =ф, 0> ÷ =0«q (11)фаэовая неоднородность.

С ростом сдвига фаэ Ц происходит все более сильное нарушение условий (5) и (6) и справедливыми будут соотношения из выражения (2) р ") =02,»,-U„„собц = дО

1

РФ "«"" Ф (13)

Эти выражения указывают, что такое значение напряжения(ь0 „,, 0 y) 1078367 ри-v v -÷и

40 м

Это соотношение указывает на то, н что для получения точных значений ф статической и фазовой неоднороднос- . г тей необходимо к значениям М и afg 45 с

6, ВКИИПИ Заказ 952/39 Тираж 711 Подписное

Филиал IIOII "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 покажет измерительный прибор в реальном случае, если измерения производить в моменты К< = и/2 и ф(2 =

= д, нам же необходимо получить действительные значения статической и фазовой неоднородностей в соответствии в выражениями (10) и (11)

Из выражений (10) — (13) получаем (для положительного сдвига фаэ

+ g) следующее.

С ростом сдвига фаэ Ч = 1 — 2, 10

COsy все больше отличается от единицы в сторону уменьшения, т.е. из

U 2,„ (12) вычитается все меньшее значение и получается все большее значение д0 щ, т.е. по сравнению с

hU< nолучим при И преувеличенное значение статической неоднородности.

Это означает, что величину д.Uù необходимо уменьшить, что можно достичь изменением момента генерации стробимпульса 0lq, уменьшив его на некоторую величину Р

Вторая составляющая 0 несет информацию о фазовой неоднородности и от статической не зависит; реальное значение ее при росте у окажется приуменьшенным и для получения точного значения необходимо величину также уменьшить на p, чтобы значение 0 „ возросло.

При отрицательном сдвиге фаз(-Ч) значение поправки Р надо взять с плюсом, т.е. внести добавку к моментам

oI< и 2

Проведенные расчеты показывают, что величина добавки р строго и од- 35 нозначно определяется величиной

3 = вига фаз Я для любого значения

U = dU /0 и определяется соотношением внОсить поправку, определяемую величйной сдвига фаз y, что можно осуществлять автоматически с помощью различного рода блоков регулируемой задержки.

Преобразователь фаза — напряжение, чувствительный к знаку фазы, может быть построен по схеме фазометра.

На фиг. 3 показан принцип получения "плавающей" задержки. Для малого сдвига фаз ((= О) выбором напряжения генератора 12 можно установить требуемое значение Ж или

Ж2 . Если же сдвиг фаз имеет какоето значение + q, то в преобразовате- ле 9 фаз (фиг. 21 она преобразуется в напряжение Uo = + k 2, кото рое затем суммируется (при — tP) или вычитается (при +

Таким образом, предлагаемое устройство отличается от известного тем, что дополнительно введен блок преобразования фаза — напряжение, .что незначительно повышает стоимость прибора, однако при этом резко увеличивается рабочий диапазон измере ний при значительном повышении точ ности. При использовании известного устройства до значений Ц) < 2 имеем погрешность S y cos = 0,1%,Seisin

= 0,06%, что вполне допустимо, поскольку они обычно значительно меньше класса точности индикатора: при

Ц= 10,5gcos = 1,4%8(csin = 0,5%, т.е. достигает заметной величины.

При использовании "плавакицей" задержки в предлагаемом устройстве погрешности сводятся к пренебрежимо алым величинам и определяются в осовном качеством преобразования аза — напряжение и разбросом пороа срабатывания сравнивающего устройтва.