Устройство для измерения параметров ферритовых сердечников

Устройство для измерения параметров ферритовых сердечников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике мчг нитных измерений и быть испольчовано при входном контроле изделии из феррита, при их сортировке на группы од ности по значению одновитковси индуктигз ности (коэффициента индуктивности), начальной магнитной проницаемости ие и чине тангенса угла магнитных потер и РР личине относительного тангенса угла магнитных потерь Цель изобретения - повышение быстродействия устройства - достигается за счет модификаиии блока компенсации и алгоритма работы устройства Устройство содержит генератор 1 синусоидального намагничивающего тока, включающий задающий генератор 2, цифроаналоговый преобразователь 3 и усилитель 4 мощности одновитковый держатель 5 сердечников с входной 6 и выходной 7 обмотками , измерительный резистор 3 усилитель 9, первый 10 и второй 11 преобразователи переменного напряжения в постоянное, тер т 1И 12 и второй 13 аналого-цифрсвые преобразователи, микропроцессорный блок 14 управление бло 15 компенсадни содержащий реггстр ;б, п эп -ментов 17 коммутации имеющих первые i8 и вторые 19 переключатели п катушек 20 взаимоиндуктивности и цифровой индиксзтор 21 2 ил И С

союз совгтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P FÑÏÓÁÏÈÊ () G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (\

1 0

1 ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4601 723/2 1 (22) 02.11.88 (46) 15.02,91. Бюл. N. 6 (72) Н.П.Христов, С,А.Драчев и В.Н.3удилов (53) 621.317.44 (088.8) (56) Цифровой измеритель индуктивности.—

ИЛ В И М И N. 87 — 0581, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТР0В ФЕРРИТОВЫХ ГЕ Р 0 БЧ НИ

КОВ (57) Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано при входном контроле изделий из феррита, при их сортировке на группы .од ности f10 значению одновитковаи индуктивности (коэффициента индуктивности), начальной магнитной проницаемости, веги чине тангенса угла магнитных потер, и величине относительного тангенса угла

„„5U „„1628023 А1 магнитных потерь. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства — достигается за счет модификации блока компенсации и алгоритма работы устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидального намагничивающего тока, включающий задающий генератор 2, цифроаналоговый преобразователь 3 и усилитель

4 мощности, одновитковый держатель 5 сердечников с входной Е и выходной 7 обмотками, измерительныи резистор д, усилитель 9, первый 10 и второй 11 преобразователи переменного напряжения в постоянное, - ерз. и 12 и второй 13 аналого-цифровые преобразователи, микропроце сорный блок 14 управления. блок 15 компенсации, содержащий ре ь стр 6, п эл=-ментов 1" коммутации, имеющих первые i8 и вторые

19 переключатели, и катушек 20 взаимоиндуктивности и цифровой индикатор 21. 2 ил, 1628023

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано на выходном контроле изделий из феррига при их сортировке на группы годности по значению одновитковой индуктивности (коэффициента индуктивности), начальной магнитной проницаемости, величине тангенса угла магнитных потерь и величине относительного тангенса угла магнитных потерь, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.

2 — векторная диаграмма, г1оясняющая принцип его работы.

Устройство для измерения парлметров ферритонь х сердечников содержит генератор 1 синусоидлльн0гî íамагничиваIGlöåãо тока, BKëþ÷àlnlö ÷é задаю ций генератор 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3 и усилитель 4 мощности, однонитко",hlA держатель 5 сердечников с входной 6 и выходной 7 обмотками, измерительный резис1ор

8, усилитель 9, первый 10 и второй 11 преобразователи переменного напряжения н постоянное, первый 12 и второй 13 аналогоцифровые прообрлзог.лтели (АЦП), микропроцессорный блок 14 упрлзления (Ml>Y), 6nnh 15 компенглции, содержащий регистр

16, и элементов 17 коммутации, имеющи; первые 18 и вторые 19 переключатели, и п катушек 20 взаимоиндуктивности с воздушным диэле .триком, и цифровой индикаTор

21. Первый вывод выходной обмотки 7 через блок 15 компенсации соединен с первым входом, силителя 9. Первый выход MBY 14 соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя 3, л второй выход — с управляющим входом блока 15 компенсации. Выход первого преобразователя 10 переменного напряжения в постоянное соединен с входом первого АЦП 12, выход которого соединен с первым входом МБУ

14, третий выход которого соединен с цифровым индикатором 21. Вход второго преобразователя 11 переменного напряжения в постоянное соединен с выходом усилителя

9, а выход — с входом второго АЦП 13, выход которого соединен с вторым входом МБУ 14.

Выход генератора, синусоидлльного намагничивающего тока соединен с вторым входом блока 15 компенсации, второй выход которого через входную обмотку 6 соединьн с измерительным резистором 8 и входом преобразователя 10. Первичные обмотки и катушек 20 соединены последовательно. Конец и;,рной и начало и-й первич ых обмоток являются соответственно вторым входом и вторым выходом бкюка

15 компенсации. Начала и концы выходных обмоток первой, второй..., n-й катушек взаимоиндуктивности соединены соответственно с нормально разомкнутыми контактами переключателей 18 и 19 элементов 17 коммутации, Нормально замкнутые контакты переключателей 18 и 19 каждого элемента 17 коммутации соединены между собой. Общий вывод второго переключателя

19 первого элемента 17 коммутации соединен с общим выводом первого переключателя 18 второго элемента 17 коммутации, общий вывод второго переключателя 19 второго элемента 17 коммутации соединен с общим выводом первого переключателя 18 третьего элемента 17 коммутации,..., общий вывод второго переключателя 19 (n — 1)-ro элемен1а 17 коммутации соединен с общим выводом первого переключателя 18 и-го элемента 17 коммутации, Общий вывод первого переключателя 18 первого элемента 17 коммутации и общий вывод второго переключателя 19 и-го элемента 17 коммутации являются соответственно первым выходом и первым входом блока 15 компенсации, Первый, второй,..., n-й выходы регистра 16 соединены соответственно с входами первого, второго,. „и-ro элементов

17 коммутации, а вход регистра 16 является управляющим входом блока 15 компенсации. Второй вывод выходной обмотки 7 одновиткового держателя 5 сердечников подключен к второму входу усилителя 9.

Второй вывод измерительного резистора 8 со динен с общей шиной устройства. Выход задающего генератора 2 подключен к второму входу цифроаналогового преобразователя 3, выход которого через усилитель 4 мощности соединен с выходом генератора 1 синусоидального намагничивающего тока.

Значения взаимоиндуктивностей катушек 20 изменяются по закону 1; 2; 4; 8;., Их количество и количество элементов 17 коммутации выбирается, исходя иэ требуемой точности и диапазона изменения ожидаемой величины индуктивности намагничивающей цепи.

Устройство работает следующим образом.

МБУ 14 при включени питания заносит в регистр 16 цифровой код, обеспечивающий исходное выключенное состояние элементов 17 коммутации, а на первом выходе устанавливает цифровой код. соответствующий типоразмеру контролируемого сердечника 22. При этом амплитуда синусоидального напряжения на выходе ЦАП 3 генератора 1 синусоидального намагничиваю цего тока определена указанным циф1628023

0макс х 2Jf f 1,,,Г«

1дс U.ë.i1.с «л»"- ереннсю зн; - . -«ие н, Г11 а, к:.— . л«я Пр; НаПряжЕНИИ КОМП . 1::а1лл к1 .— О 1! (элс1лечты 17 коммутации выкл1с

f — частота амагн ;.;и",;а «111 . 1 Ск::

l1« — измереное 3Hач н:«е ",ама н; .:ьъ«1 щего тока.

Pace::èòas зн;= .ение t. Л« « Л on,, <еляс 0

Ет И ВЫВОдИГ На рЕГИСтр 16 ус рuSËSH:ËS КС«,"л дЛя ВКЛЮЧЕНИЯ -1а1«ОГС НабОра КатуШ К 20 взаимоиндук-,ивности, чтобы на вы; с;де нс точниva 15 компенсирую«цего 1 апряжечия установилос«, напряжение UKL, по.-«»соли»тЛБ ному значе««. ю past «»e или блн с,-.. напряжению«3макс (фиг, 2) и про иво-, ложа,»е -t«» фазе напряжению индуктивно.", . сставляющел 0«х:-«апpяжения 0макс. В p . >.«üòaòs

".Л «КЕНИЯ ЭТИХ НаПРЯжСНИй На ОХОДа У .л,-. 1тела 9 устанавливается ре:;ульг:;«ующее напряхсение 0мич (фиг. .?), ког,«рос т «кже иэмер.,ется АЦП 13. М6У 14, п,«иняв код напряжения 0мин, изменяет код е регистре

16 правления гак, чтобы суммарная вели« На взаи1 с1;,«цуктивнссти включснны, ка1ушек 20 вза; мс иьдуктивности, например, уменьшилась на ss и 1 ;ну младшего разряда, При э1. м напряжение компснсации 0к

I также умен,шается (напряжение Ugt на ровым кодом, а частота определяется частотой задающего генератора 2.

Контур тока намагничивания замыкается пс цепи: выход усилителя 4 мощности— первичные обмотки катушек 20 взаимоин- 5 дуктивности блока 15 компенсации — входная обмотка 6 одновиткового держателя 5 сердечников — измерительный резистор 8.

В зависимости от проте «1«щего через входную обмотку 6 тока на резисторе 8 со- 10 эдаегся падение напряжения, которое выпрямляется первым преобразователем 10 переменного напряжения в постояное и измеряется первым АЦП 12, Результат измерения воспринимается МБУ 14, который 15 анализирует его и при необходимости корректирует цифровой код на входе ЦАП 3.

Установив таким образом номинальное значение тока, МБУ 14 инициализирует второй

АЦП 13, обеспечивая измерение считанного 20 с сердечника 22 сигнала(0макс на векторной диа1рамме фиг. 2), который выделяется на выходной обмотке 7, усиливается усилителем 9 и преобразуется в уровень постоянного напряжения преобразователем 11. Затем 25

fËÁÓ 14 выполняет расчет величины индук ивнссти намагничивающей цепи пс Формуле векторной диаграмме (фиг. 2), изменяя и веI личину результирующего напряжения (Омичи на векторной диаграмме фиг. 2). Последнее аналогично описанному измеряется, после чего МБУ 14 выполняет обработку полученных и имеющихся в памяти как константы данных, в результате чего определяется высота треугольника OCA (фиг. 2), стороны ОС и ОА (определены при измерении — Омин и

0м«лн соответственно), сторона СА (иэвестI на как константа) — величины напряжений, соответствующие одной из включенных выходных обмоток катушек 20 вэаимоиндуктивности при отсутствии контролируемого сердечника 22. Высота ОВ треугольника

ОСА равна падению напряжения на сопротивлении потерь (Ut) в ферритовом магнитопроводе. Поскольку расчет проведен из

ПрЕдЛОжЕНИя 0макс = 01Х, утОЧНяЕтСя ВЕЛИчина индуктивной составляющей. Уточненное значение индуктивности Lx находится

I по формуле (1), в которой вместб напряжеНИЯ 0макс ИСПОЛЬЗУЕТСЯ НаПряжЕНИЕ UL>< определяемое иэ формулы у 2 (2)

Х-..1и.лна начальн.; магнитной проницае .... 1;«s««t«"деляетс» по форм, ле gc = А g .

1G де Ас =- L, К вЂ” коз,ирици 1нт.

Та««гti1«с у1 .а магнитных 1с-;, Hax0

Р1«тлс1 ПО фОР<ЛУЛЕ

11

t gi f1 ! 1> 1Х пс:ле чегг вычисляется величин; стноситс-ль с - Tp;«ãsíñà угла магнитнь;х потерь как щ plр.

Расг.читанные з «ачения Lx, p, Щ р и

1!; у р МБУ 14 передает на цифр»вой индикагор 21. Если контролируемый серд чник

22 по условиям контроля должен про: еряться п;»; различных значениях «апря» еннссг11 намагничивающего поля, то МБУ 14 изме1;лет код на первом входе ЦАП 3, аналогично описа;.ному вы«че устанавливает требуемое значение тока;1 повторяет вышеописанные процедуры г«о измерению, например, относительного тангенса угла магнитных потерь.

Использование изобретения позволяет повыси г1, быстродейст вие устройства не ме«ее, .«м в 5 раз. эа счет сокращения числа операций при промежуточных преобразованиях. Кроме того, достигается упрощение

1628023

Юиг2

Составитель С.Фоменко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И.Эрдейи

Редактор А.Лежнева

Заказ 340 Тираж 420 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэ,,ательский комбинат - Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 конструкции и, следовательно. повышается ее надежность, поскольку отпадает необходимость использования узлов различения фазы сигналов и снимаются требования к фазовой стабильности усилителя.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров ферритовых сердечников, содержащее генератор синусоидального намагничивающего тока, вход которого подключен к первому выходу микропроцессорного блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу блока компенсации, одновитковый держатель сердечников, первый вывод выходной обмотки которого соединен с первым входом блока компенсации, первый выход которого подкл очен к первому входу усилителя, измерительный резистор, первый вывод которого через последовательно соединенные первый преобразователь переменного напряжения в постоянное и первый аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу микропроцессорного блока управления, третий выход которого подключен к входу цифрового индикатора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено вторым прсобразователем пcрсvåííого напряжения в пос гоянllое и вторым аналого-цифровым преобразователем, блок компенсации выполнен в виде и катушек взаимоиндуктивности, первичные обмотки которых соединены последовательно, причем конец первой и начало п-й первичных обмоток соединены соответственно с вторым входом и BTopblM выходом блока компенсации, управляющий вход блока компенсации соединен с входом регистра, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам и зле5 ментов коммутации, каждый из которых содержит первый и второй переключатели, размыкающие контакты которых соединены, а замыкающие соединены соответственно с началом и концом вторичной обмотки

10 соответствующей катушки взаимоиндуктивности, общий вывод первого переключателя первого элемента коммутации соединен с первым выходом блока компенсации, первый вход которого соединен с общим выво15 дом второго переключателя и-го элемента коммутации, общий вывод второго переключателя i-го элемента коммутации, где I = (1, п-1), соединен с общим выводом первого переключателя (1+1)-го элемента коммута20 ции, при этом выход генератора синусоидального намагничивающего тока подключен к второму входу блока компенсации, второй выход которого через входную обмотку одновиткового держателя сердеч25 ников соединен с первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, второй вывод выходной обмотки одновиткового держателя сердечников подключен к

30 второму входу усилителя, выход которого через последовательно соединенные второй преобразователь переменного напряжения в постоянное и второй аналого-цифровой преобразователь подключен

35 к второму входу микропроцессорного блока управления.