Тонзометрический измеритель магнитострикции
Патент 536450
Авторы
Классы МПК
Тонзометрический измеритель магнитострикции
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н Й Е (п взе4во
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.06.75 (21) 2146616/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано, >5,11,76,Бюллетень № 4З (45) Дата опубликования описания 20.05.77 (51) М. Кл.е
С 01 R ЗЗ/18
Государственный комитет
Совета Министров СССР но делам изааретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения
Г. И. Деордиев и Т. Х. Бикташев
Институт физики металлов и Проектный научно-исследовательский институт "Уральский промстройниипроект" (71) Заявители (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ
МАГНИТОСТРИ КОИ
Изобретение относится к технике магнитных измерений, а именно, к устройству измерителей магнитострикции ферромагнитных металлов и сплавов, работающих .с использованием в качестве датчиков тензорезисторов и предназначенных для примененйя как в научных исследованиях, так и в отраслях народного хозяйства.
Известен тензометрический измеритель i0 магнитострикции, содержащий два ключа, управляющих соответственно источником поля намагничивания .исследуемого образца и подключением резистора градуировки измерительного тракта, выполненного в 15 виде последовательно соединенных тензометрического моста (содержащего источник питания, собственно мост, составленный из рабочих и компенсационных тензорезисторов и снабженный элементами ба- 20 лансировки), усилительно-преобразовательного звена (включающего в случае питания моста переменным током усилитель, детектор и фильтр низкой частоты) и измерительного прибора !13. 25
Однако в известном измерителе недостаточно высока точность измерения.
Бель изобретения — повышение точности измерения.
Это достигается тем, что в тензометрический измеритель магнитострикции введены два дополнительных ключа, расширители импульсов измерения и градуировки, логометрический измерительный прибор и тактовый генератор, управляющий работой всех ключей, причем входы дополнительных ключей подсоединены к выходу усилительно-преобразовательного звена, а выходы их — к входам расширителей импульсов измерения и градуировки, выходы последних подключены соответственно к входам логометрического измерительного прибора„
На чертеже представлена структурная электрическая схема тензометрического измерителя магнитострикции.
Прибор содержит два ключа 1 и 2, управляющих соответственно источником 3 поля намагничивания исследуемого образца 4. и подключением резистора 5 градуи536450 где К „ - коэффициент передачи расширителя 12 импульсов измерения; — коэффициент передачи тензорези« стора;
Я. — величина магнитострикции.
В следующие периоды работы тактового генератора 15 процессы повторяются, т.е.
25 в нечетные полупериоды производится градуировка, а в четные — измерение.
При получении установившихся показаний логометрического измерительного прибора 14 (они соответствуют среднему значению) оператор делает отсчет ,,„=к Ул=$ "р. РИЛ ппр ц
РР где К „, — коэффициент передачи логометрического измерительного прибора 14, З5 пропорциональный искомой величине магнитострикции Я., В коэффициент пропорциональности входит отношение коэффициентов передачи расширителей 12 и 13 импульсов измерения р и градуировки, следовательно, возможно выполнение этих элементов в самом прос" том варианте, например, в виде накопительных конденсаторов. Важно, чтобы они были идентичны и помещены в одинаковые условия. Тогда, считая что К = К ! Щ ъ получим 4 = 5 К, npkl8g т.е. точность измерения магнитострикции практически определяется точностью логометрического измерительного прибора 14, что достаточно в большинстве практических задач.
Использование новых элементов — ключей, расширителей импульсов, логометрического измерительного прибора и тактового генератора с запуском от кнопкипозволяет значительно уменьшить составляющие погрешности, обусловленные влиянием нестабильности напряжения, питающего тензометрический мост, непостоянства коэффициентов передачи тензометрического моста и усилительно-преобразова
0 К К 0 Гг г м и г м г где < „> "ьл — коэффициенты передачи тен- 50 зометрического моста и усилительно-преобразовательного звена; — коэффициент передачи расширителя
13 импульсов градуировки;
U„ — напряжение питания моста.
1 55
Я вЂ” относительное изменение сопротивления плеча моста за счет подключения градуировочного резистора.
Во второй полупериод работы тактового генератора 15(такт собственного изме- 61 ровки измерительного тракта 6, выполненного в виде последовательно соединенных тензометрического моста 7, усилительно-преобразовательного звена 8 и измерительного прибора 9. Кроме того,в измеритель дополнительно введены ключи 10 и 11, расширители 12 и 13 импульсов измерения и градуировки соответственно, логометрический измерительный прибор 14 и тактовый генератор 15 с запуском от кнопки 16 "Измерение".
В исходном состоянии (кнопка 16 "Измерение" не нажата) тактовый генератор
15 не работает и управляемые им ключи
1, 2, 10 и 11 разомкнуты, при этом оператором с помощью элементов (на чертеже не показаны) балансировки тензометрического моста 7 производится уравновешивание последнего, причем индикатором баланса является измерительный прибор 9, показания которого в момент баланса равны нулю.
Измерение состоит из двух тактов, которые непрерывно повторяются с частотой работы тактового генератора 1 5 в течение цикла измерения, время которого задается оператором нажатием кнопки 16
"Измерение."
Работает измеритель следующим образом.
По окончании процесса балансировки тензометрического моста 7 оператор нажимает кнопку 16 "Измерение", при этом начинает работать тактовый генератор 15.
В первый полупериод его работы (такт градуировки) замыкаются ключи 2 и 10.
Ключ 2 подсоединяет резистор 5 градуировки к одному из плеч тензометрического моста 7. Напряжение небаланса моста 7 после соответствующего усиления и преобразования звеном 8 через замкнутый ключ 10 поступает на вход расширителя
13 импульсов градуировки, на выходе которого (т.е. на входе делителя логометрического измерительного прибора 14) появляется напряжение
4 рения) ключи 2 и 10 размыкаются, а ключи 1 и 11 замыкаются. Замыкание ключа
1 запускает источник 3 поля намагничивания. Исследуемый образец 4 намагничивается, возникающие при этом магнитострикционные деформации воздействуют на рабочий тензорезистор моста 7. Напряжение разбаланса тензометрического моста 7, проходя усилительно-преобразовательное звено 8 и замкнутый ключ 11, поступает на вход расширителя 12 имлульсов измерения, выходное налряжение которого (т.е. напряжение на входе делимого логометриеского измерительного прибора 14) 536450
10 цНИИПИ Заказ 5769/273 Тираж 1029 Подписное
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельного звена, субъективных качеств onepampa (отпала необходимость проводить градуировку и связанные в ней расчеты), упрощает работу оператора благодаря автоматизации процесса градуировки. Появляется возможность упрощения наиболее сложных узлов измерителя - источника питания моста и усилительно-преобразовательного звена — путем снижения требований к их качественнымпоказателямбез существенного снижения точности измерений.
Формула изобретения
l5
Тензометрический измеритель магнитострикции, содержащий два ключа, управляющих соответственно источником поля намагничивания исследуемого образца и подключением резистора градуировки измерительного тракта, выполненного в виде последовательно соединенных тензометри6 ческого моста, усилительно-преобразовательного звена и измерительного прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два дополнительных ключа, расширители импульсов измерения и градуировки, логометрический измерительный прибор и тактовый генератор, управляющий работой всех ключей, причем входы дополнительных ключей подсоединены к выходу усилительно-преобразовательного звена, а выходы их — к входам расширителей импульсов измерения и градуировки, выходы последних подключены соответственно к входам логометрического измерительного прибора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Чечерников В. И. Магнитные измерения. Изд. МГУ 1969,с. 157-163 (прототип).