Устройство для измерения магнитного поля

Устройство для измерения магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Иве

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено06.11.75 (21) 2187412/21

Союз Советских

Социалистических

Республик (") 610034 (51) М. Кл.. с присоединением заявки №вЂ”

G 01 R 33/00 (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06,78. Бюллетень №21

{45) Дата опубликования описания 05.05.78

Государственный комитет

Совете Министров СССР оо делам нзооретений н открытий (53) УДК 621.317.44 — (088, 8) (72) Авторы изобретения

Н. М. Семенов и Н. И, Яковлев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к области алектроизмерительной техники и может испопьЗоваться дпя построения цифровых феррозонаовых магнитометров, а также магнитомодупяционных измерительных преобразоватепей постоянного тока с цифровым выходом, Известно устройство дпя измерения магнитного поля, в котором перемагничиваемый от генератора возбуждения феррозонд с усилителем-ограничителем и фазочувствитель- )Q ными ключами выполняет функции.фазочувствитепьного нуль-органа, на выходе которого появляется импульсный управпяющий сигнал всякий раэ, когда действуюшее на феррозонд магнитное поле отлично от нули 15

Сигнал выходных ключей управляет рабо той цифрового счетчика импульсов, с выхода которого цифровой код поступает в цифровой регистратор (13.

Однако иэ-за нелинейности и нестабиль- 20 ности амплитуды импульсов модупируюшего низкочастотного магнитного поли, вырабатываемых генератором возбуждения, ато устройство обладает значительной погрешностью измерения. 25

Известно также устройство для измерения магнитного поля, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозонд и усилитель-ограничитель, выход которого нодкпючен к первым входам двух ключей, вторые входы которых соединены с другими выходами генератора возбуждения, а также триггер, подключенный к выходам обоих ключей, и счетчик импульсов (2).

Это устройство также обладает значительной погрешностью и узким диапазоном измерения.

Бель изобретения — повышение точности и расширения диапазона измерения, Это достигается тем, что и устройство дпя измерения магнитного поля, содержашее последовательно соединенные генератор возбуждения, ферроэонд и усилительограничитель, выход которого подкпючен к первым входам двух ключей, вторые входы которых соединены с другими выходами генератора возбуждения, а также. триггер, подключенный к выходам обоих кпючей, и счетчик импульсов, введены мультивибратор и алемент совпадения, подсоединенные к

610034 выходу триггера, и цифро=анапоговый преоб-* разователь, включенный между счетчиком импульсов и вторым входом ферроэонда, причем второй вход элемента совпадения связан с одним из выходов генератора возбуждения, а его выход и выход мупьтивибратора соединены с соответствующими входами счетчика имдупьсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения магнитных попей; на фиг, 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор возбуждения 1, феррозонд 2, состоящий из обмотки возбуждения 3, компенсирующей обмотки 4 и измеритепьноФ обмотки 5, и усилитель-ограничитель 6, выход которого соединен с первыми входами кпючей 7 и 8„вторые входы которых связаны с другими выходами генератора возбуждения 1, триггер 9, подключенный к выходам ключей 7 и 8, мупьтивибратор 10, элемент совпадения 11, счетчик импульсов 12, цифровой регистратор 13 и цифро-аналоговый преобразователь

14. Мультивибратор 10 и элемент совпал..ния 11 подсоединены к выходу триггера 9

Бифро-аналоговый преобразователь 14 включен между счетчиком импупьсов 12 и вторым входом феррозонда 2. Второй вход элемента совпадения 11 связан с одним из выходов генератора возбуждения 1, а выходы элемента совпадения 11 и мультивибратора 10 соединены с соответствук шими входами счетчика импульсов 12.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на феррозонд 2 измеряемого попяЦ (фиг. 2,а) на его выходе появляется напряжение второй гармоники U (фиг. 2, б), которое преобразуется усилителем-ограничителем б в прямоугольные импульсы (фиг.2,в) Ц, управпякшие работой ключей 7 и 8. При положительной полярности измеряемого магнитного поля Ко поступающие на ключ 7 от генератора возбуждения 1 импульсы второй гармоники (фиг. 2,г) совпадают по фазе с импульсами U, которые на входе ключа 8 не совпадают пофаэе с импульсами Ut, (фиг. 2, д).

Поэтому импульсы U< пропускаются ключом 7 на вход триггера 9 в виде управляющего напряжения U5 (фиг, 2,е).

Первый .импульс напряжения Ug переключает триггер 9, и напряжение Б (фиг, 2,з) с его выхода открывает элемент совпадения

11, который начинает пропускать импульсы генератора возбуждения 1 на счетчик 12 в течение времени " 0 . Пропорционально количеству импульсов, поступающих на

ЗО

5О счетчик импульсов 12 изменяется по линейно-ступенчатому закону ток компенсации Зк (фиг. 2,и) на выходе преобразователя 14„создающий при протекании по об мотке 4 направленное встречно измеряемому магчитному попюЯ компенсационное по»

0 пе Нк По истечении времени То, когда компенсационное полеЯ сравчяется с иэк меряемым попемКои превысит его, направпение действукщего на феррозонд 2 резупьтирующего попя К =Ц -Д, (фиг.2,a) изменится на противопопожное, в соответствии с чем изменится на 180 и фаза нап ряжения второй гармоники U на выходе феррозонда 2 и на выходе усилителяограничителя 6. Поэтому фаза напряжения и фаза опорного напряжения TJ<, подаваемого от генератора возбуждения 1, совпадут на входе кпюча 8, который пропустит импульс Ug (фиг 2,ж) на второй вход триггера 9 и переключит его в исходное состояние. Одновременно задним фронтом выходного имлупьсаЦ„триггера 9 запускается мупьтивибратор 10, вырабатывающий импульс 0 (фиг. 2,к). Этот импульс является кома пой на считывание выходного кода счетчика импульсов 12 цифровым регистратором 13, а также осуществляет сброс счетчика импульсов 12 в нулевое исходное состояние и запрет приема импупь сов по счетному входу на время Ч., в течение которого устанавливаются переходные процессы в устройстве (фиг. 2, к).

Поспе окончания импульса 0 описанный цикл повторяется, так как появйвшийся на входе триггера 9 импупьс напряжения «ц переключает триггер 9 в состояние, при котором счетчик импульсов 12 начинает прием имлупьсов и формирование с номощью преобразователя 14 тока компенсации 3„в ком пенсирующей обмотке 4 феррозонда 2, нарастающего по пинейно-ступенчатому закону„

При этом интервалы времени оказываютО ся пропорционапьными величине измеряемого магнитного поля Я, а выходной код счетчика импульсов 12 является его чисповым эквивалентом.

Линейно-ступенчатая компенсация поля выходны м током цифро-аналогового преобраэов тепя 14 позволяет существенно рао.ширить диапазон компенсирующего и, следовательно, измеряемого магнитного поля и увеличить точность измерения, Формула изобретения

Устройство для измерения магнитного попя, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозонл и

610034

10 усилитель-ограничитепь, выход которого подкпючен к первым входам двух кпючей, вторые входы которых соединены с другими выходами генератора возбуждения, а так же триггер, подключенный к выходам обоих ключей, и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности и расширения диапазона измерения, в него введены мультивибратор и эпемент совпадения, подсоединенные к выходу триггера, и цифро-анапоговый преоб разоватепь, включенный между счетчиком импульсов и вторым входом феррозонда, причем второй вход элемента совпадения связан с одним из выходов генератора возбуждения, à его выход и выход мультивибратора соединены с соответствующими входами счетчика импупьсов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США l4 3258687, кл. 324-43.

2. Авторское свидетельство СССР

M 261564, кл. б- 01 R 33/12; 1968.

610034 и, VII

Составитель С. Лукинская

Редактор O. Филиппова Техред N, Келемеш Корректор Н, Ковалева

Заказ 3001/34 Тираж 1112 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб. ° д.. 4/5

Филиал HHI I Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4