Способ измерения статической неоднородности синусоидальных магнитных полей
Патент 551808
Авторы
Способ измерения статической неоднородности синусоидальных магнитных полей
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОIl ИСАНИЕоцssisos
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СййДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву-(22) Заявлено 10.07.71 (21) 2154677/26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25,03.77. Бюллетень № 11 (46) Дата опубликования описаяия 18.10.77 (51) У1 Кл г
El 0S 11 7/04
C 0E R3302
Государственный комитет
С08ВТВ Мнннстров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК621.384.6
:621.317.42 (ÎÊEE.81
А. П. Гри го рье в (72) Автор изобретения (71) Заявитель
Читинский политехнический институт (S4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ
Е1ЕОДНОРОДНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ
ПОЛЕЙ
Изобретение относится к ускорительной технике и касается измерения статической неоднородности магнитного поля в ускорителях заряженных частиц (бетатронах, синхротронах) .
Изобретение может быть использовано также в других областях, где требуется контроль неоднородности синусоидального магнитного поля.
Известны слособы измерения статической неоднородности магнитного поля, при которых не учитывают фазу сигналов с измерительного и контрольного датчиков (1) .
При этих способах наблюдается погрешность измерений, обусловленная наличием фазовой неоднородности.
Известен также способ, при котором фазовый сдвиг между сигналами с измерительного и контрольного датчиков компенсируют до нуля, вычитают один сигнал из другого и по амплитуде разностного напряжения судят о величине статической неоднородности (1 j. (2) .
Этот способ имеет недостаточно высокую точность измерений и значительную чувствительность к помехам, особенно при малых амплитудах изме ряемого сигнала.
Целью изобретения является повьппение сочности и помехоустойчивости.
Это достигается тем, что поддерживают фа новый сдвиг между сигналами с датчиков постоянным, численно равным макснмальнои ожидаемой относительной величине статической неоднородности, и иэмеряют сдвиг фаз между сигналом с одного из датчиков и разностным сигналом, по которому судят об искомой величине, кроме того, задержиЕр вают сигнал с одного из датчиков на величину не большую я/4 и задерживают сигнал с контрольного датчика на величину не меньшую тт/2.
На чертеже изображены диаграммы напряже15 ний, поясняющие осуществление способа.
Сигналы U и Ог контрольного и измерительного датчиков соответственно имеют вид:
U„=U„ sEnm (1)
1-4=Uгп1 sin(я р) 121
20 При вычитании одного сигнала из другого и при р = 0 получается разностный сигнал
U = Ог — U, =Ь 0пт sin t (3)
Фазовый сдвиг р между сигналами (1), (2) изменяют с помощью фазовращателя до значения
2, р= ро, которое поддерживают постоянным, тем
551808 самым умышленно снимается фазовая неоднородность.
В этом случае уравнение (2) можно представить в виде
02 = 02т sin(ut ФФО) (4)
Вычтем иэ сигнала измерительного датчика (4) сигнал контрольного датчика (1). При. условии малости ро (о=1- 2 ) sing cos wt =сов ро = 1 полу0" = 0, -U, =au„, sin 0, mðo соаст=
0Р ° (т. Ф) . (5? где 0рп,— — AUm + (U,m р (6) - амплитуда разностного напряжения, 1= агстц 01п1 р (7) — начвльнаяфаэа. ЪОщ
Из уравнения (5) следует, что амплитуда синусоиды li, (кривая "а" на чертеже) соответствует чистой статической неоднородности, а амплитуда косинусоиды 2 дает информацию о величине фазового сдвига, Иэ уравнения (7) видно, «по начальная фаза ф позволяет однозначно судить о величине статической неоднородности:
2 0m=0 ò.ya ctg O =K ctg Ф (8) где К=01myo = const, Это означает, что статическая неоднородность может быть измерена фазометром, т.е. тем жв прибором, которым измеряют фазовую неоднородность. В этом смысле устройство, реализующее описываемый способ, становится универсальным, пригодным для измерения любой из составных частей азимутальной неоднородности;статической и фазовой.
Сдвиг фаз ф можно преобразовать, например, в длительность импульсов, если в моменты переходов нулевого значения сигнала с одного из датчиков, например, с контрольного и разностного сигнала формировать, остроконечные импульсы (кривая
"б"), а затем с их помощью прямоугольный импульс (кривая "в") длительность т..
Однако при уменьшении BUm от Ь0гп max ao 0 длительность возрастает от т=Т/8 до т=Т/4, что представляет определенное неудобство при работе.
Это можно устранить при использовании прибора с обратной шкалой или если остроконечные импульсы задержать на величину а >:я/2. )
При 50m = QUm max длительность импульса тфсоставляет Tp т, а при Ь0щ = 0, тy — — т +т", т.е. имеет постоянную составляющую т = Т/8. Это означает, что полезно используется только половина шкалы прибора и точность измерений ниже, чем при использовании всей шкалы. ля предотвращения этого остроконечные импульсы, сформированные иэ сигнала с контрольного датчика, задерживают на величину а < я/4
Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими способами измерения статической неоднородности следующие преимущества: повышение точности измерений, так как ламповые вольтметры имеют погрешности измерений
4-10%, а фазометры - 0,2-1%, измерить напряжение можно и с большей точностью, но при этом необходимо применять громоздкие и дорогостоящие цифровые приборы; измерители типа фазометров имеют большую
10 устойчивость к помехам, что дополнительно дает повышение точности измерения; при реализации способа прибор становится универсальным, т.е. он может применяться как для измерения статической, так и для измерения фазо1S вой неоднородности - в том и другом случае измеряется фаза; способ может быть реализован в виде весьма простой электронной схемы, при этом процесс измерения статической неоднородности может быть
20 полностью автоматизирован: легко осуществляетсяавтокомпенсация, фазы, а на выходе может быть использован самопишущий прибор — измерительному датчику при этом придается равномерная скорость перемещения по азимуту с по25 мощью электропривода.
Формула изобретения
1, Способ измерения статической неоднородности синусоидальных магнитных полей, преимущественно в ускорителях заряженных частиц путем изменениями фазового сдвига между сигналами с измерительного и контрольного датчиков до определен ного значения и вычитании одного сигнала из другого, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, поддерживают фазовый сдвиг между сигналами с датчиков постоянным, численно равным максимальной ожидаемой относительной величине статической неоднородности, и из40 меряют сдвиг фаз между сигналом с одного из датчи» ков и разностным сигналом, по которому судят об искомой величине.
2. Способ поп. l,о тли ча ющий ся тем,что задерживают сигнал с одного из датчиков на величину не большую я/4.
3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что с целью обеспечения удобства измерений, задерживают сигнал с контрольного датчика на величину не меньшую я/2
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Ананьев Л.М. и др. Индукционный ускоритель электронов-бетатрон,"Атомиздат",1961.
2. Авторское свидетельство СССР N 480030„
М. Кл. Н 05 Н 7/04, 29.06,1973, Составитель В. Фетнна
Техред О. Луговая
Корректор Е, Скучка
Редактор Е. Скляревская
Заказ 139/33
Филиал 1!ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Тираж 1003 Подписное
ЦИИИ ПИ Государственного комитета Совета Министров (.ССР по делам изобретений и открытия
1 i 3035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5