Устройство для измерения магнитного потока

Устройство для измерения магнитного потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080277(2() 2448651/18-21 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 050679. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 050679

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) м к„г

С 01 R 33/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (з) УЖ 621. 317. .44(088 ° 8) (72) Авторы изобретения 3.À.Æèöêoâà, М.В.Попова и H.М.Семенов

1" ..3 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАГНИТНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к злектроизмерительной технике, может быть использовано как в составе измерительных установок и систем для измерения магнитного потока (магнитной индукции) в образцах магнитных материалов, так и автономно для измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля.

)o

Известны устройства для измерения магнитного потока (микровеберметры) в индукционно-импульсном режиме, в которых изменения магнитного потока преобразуются в длительность интервала времени (1). Преобразование магнитного потока в таких устройствах происходит дискретно во времени, длительность цикла преобразования соизмерима с длительностью импульса ЭДС на зажимах измерительной катушки и ,обычно составляет доли секунды. Поэтому такие устройства не могут быть использованы для измерений магнитного потока при квазистатическом режиме, когда длительность процесса измерений может составлять единицы и даже десятки минут.

Известны устройства для измерения магнитного потока, которые предназначены для работы при квазистатическом режиме. В таких устройствах ЭЛС на зажимах измерительной катушки преобразуется в пропорциональную частоту следования импульсов, с помощью цифрового счетчика импульсов происходит цифровое интегрирование. Время интегрирования в этом случае определяется только емкостью счетчика и поэтому может быть установлено практически любым. Устройство содержит измерительную катушку, через резистор связанную со входом интегрирующего усилителя, последовательно соединенные блок сравнения, формирователь импульсов обрат ной связи и цифровой счетчик импуль; сов (2) .

Это устройство инерционно. Время установления выходной частоты у него обычно соизмеримо с интервалом времени между двумя соседними импульсами обратной связи, соответствующим рабочей частоте. Это время, в свок очередь, соизмеримо с длительностью импульсов ЭДС на зажимах измерительной катушки, характерной для индукционно-импульсного метода измерений.

Поэтому использование такого устройства при индукционно-импульсном методе измерений приводит к значительной погрешности измерений, а в тех слу666495 чаях, когда длительность импульса ЭДС меньше времени установления частоты, практически оказывается невозможным.

С целью повышения точности и быстродействия измерения в устройстве, содержащем измерительную катушку чеУ

Рез резистор связанную со входом интегрирующего усилителя, последовательно соединенные блок сравнения, формирователь импульсов обратной связи и цифровой счетчик импульсов, лополнительно введены последовательно соединенные пороговый блок, управляемый аналоговый переключатель, фильтр нижник частот и аналоговый сумматор, выход которого подключен ко входу блока сравнения, а вход порогового блока — к измерительной катушке; при этом второй вход аналогового переключателя подключен к выходу формирователя импульсов обратной связи, второй выход аналогового переключателя Ю связан со входом интегрирующего усилителя, своим выходом подключенного ко второму входу аналогового сумматора.

На чертеже представлена структуРная схема устройства для измерения, магнитного потока.

Устройство содержит измерительную катушку 1, интегрирующий усилитель

2, формирователь импульсов обратной связи 3, сравнивающее устройство 4, цифровой счетчик импульсов 5, пороговое устройство 6, аналоговый переключатель 7, фильтр нижних частот Я и аналоговый сумматор 9.

Устройство работает следующим образом.

Значение напряжения срабатывания порогового устройства 6 выбирают таким, чтобы при квазистатическом методе измерений оно превосходило 4О значение ЭДС на зажимах измерительной катушки 1. При этом аналоговый. переключатель 7 устанавливается в положение, при котором выход формирователя импульсов обратной связи 3 45 соединен со входом интегрирующего усилителя 2. В этом случае один из входов аналогового сумматора 9, подключенный к выходу фильтра нижних частот

8, оказывается соединенным с общей 5О точкой схемы через малое выходное сопротивление фильтра нижних частот.

При этом сумматор 9, выполненный, например, на основе дифференциального усилителя, по второму входу работает в режиме повторителя напряжения. Rcли ЭДС на зажимах измерительной катушки 1 постоянна (что характерно для квазистатического рЕжима), выходное напряжение интегрирующего усилителя изменяется по линейному закону. Когда "О это напряжение достигает некоторого уровня, равного напряжению срабатывания сравнивающего устройства 4, на выходе последнего образуется импульсный сигнал, Управляющий работой Аор- 65 мирователя импульсов обратной связи

3.Импульсы обратной связи с максимальным значением U „ и длительностью имеют постоянную вольт-секундную площадь S . С приходом каждого импульса обратной связи на интегрирующий усилитель 2 происходит Разряд его конденсатора по линейному закону до нуля. Схема работает в автогенераторном режиме в соответствии с уравнением т т

jedt-I "ио,с М =0 о Т- „ где Т вЂ” интервал времени между импульсами обратной связи.

При постоянной скорости изменения магнитного потока частота следования импульсов обратной связи

1 е ЙФ dt

T Ъакс t JJwa ctu ю где И вЂ” число витков измерительной катушки 1.

Импульсы формирователя 3 поступают в цифровой счетчик импульсов, показания которого пропорциональны изменению магнитного потокадФ за время интегрирования а т а9 ®д q

И=J ddt

d9 = о иакс ц О ко а 0

При измерении скачкообразно изменяющегося магнитного потока при индукционно-импульсном методе на зажимах измерительной катушки 1 индуцируется короткий импульс ЭДС,амплитуда которого превышает напряжение срабатывания порогового устройства 6. В этом случае с помощью порогового устройства аналоговый переключатель 7. устанавливается в положение, при котором последовательность импульсов с формирователя импульсов обратной, связи 3 через фильтр нижних частот 8 поступают на один из входов аналогового сумматора 9. Постоянная составляющая напряжения обратной связи U на этом входе сумматора пропорциональна площади импульсов обратной связи и частоте их следования, tJo å U@à tè где К вЂ” коэфФициент передачи фильтра. нижних частот 8.

На другой, вход аналогового сумматора 9 поступает постоянное напряжение и с интегрирующего. усилителя 2, Му значение которого пропорционально изменению магнитного потока дФ

4 i dq -VrncP тт — еД =« д от г м где à — постоянная времени интегрирующего усилителя 2.

Схема работает в автокомпенсационном режиме, при котором равенство по абсолютной величине напряжений

UJ, и ц„ на входах аналогового сум666495 формула изобретения

Составитель Т.Горлова

Редактор ь.федотов Техредд. Алферова КорректорН. Стец

Заказ 3179/36 Тираж 1089 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 матора поддерживается с точностью до

Малого п9 значению напряжения срабатывания U,ð сравнивающего устройства

4. Таким образом,. частота импульсов на выходе Формирователя импульсов обратной связи 3 оказывается пропорциональной изменению магнитного пото- 5 ка

Uoe Uu N А<Р

Плакс и малс и Цч -а

Частота и измеряется с помощью цифрового счетчика импульсов 5.

Устройство для измерения магнитного потока, содержащее измерительную катушку, через резистор связанную со входом интегриру:-ощего усилителя, последовательно соединенные блок сравне- ния, формирователь I4HTlj3lbcoB обратной связи и цифровой счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстро20 действия измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные пороговый блок, управляемый аналоговый переключатель, Фильтр нижних частот и аналоговый сумматор,, выход которого подключен ко входу блока сравнения, а вход порогового блока — к измерительной катушке, при этом второй вход аналогового переключателя подключен к выходу фор ирователя импульсов обратной связи, вто-рой выход аналогового переключателя связан со входом интегрирующего уcH лителя, своим выходом подключенного ко второму входу аналогового сумматора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минц М.Б, и Ткаченко A.Н, Ма-,— нитоэлектркческие веберметры„ . - .нергия, ЛО, 1973, с. 78-83.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 443343, С 01 R 33/02,