Дифференциальный измеритель неоднородностей синусоидного магнитного поля

Дифференциальный измеритель неоднородностей синусоидного магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских.

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«ii788058

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100478 (21) 2601837/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (St)hh Кл.з

6 01 Р .33/OC

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.12.80. Бюллетень ¹ 46 (53) УДК 621 317 .44(088.8) Дата опубликования описания 1 12.80 (72) Автор изобретем и я

А.П.Григорьев (71) Заявитель

Читинский политехнический институт (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕОДНОРОДНОСТЕР

СИИУСОИДАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано для измерения и автоматической записи .суммарной (азимутальной), фазовой (временной) и статической (амплитуд.ной) неоднородностей,синусоипальных.. ,магнитных полей ускорителей или других установок с электромагнитами.

Устройство может быть использовано также в других областях науки и техники, когда необходимо измерять малые фазы между сигналами или отклонение амплитуды сигнала от номинала, например в токовихревых и электромагнитных методах контроля изделий. тз

Известны измерители неоднородностей магнитного поля, содержащие два датчика,связанные с последовательно соединенными интегратором, усилителем и йндикатором (1), 20

Однако эти измерители не обеспечивают достаточно высокую точность.:

Каиболее близким к предлагаемому . является .дифференциальное устройство для измерения фаэовой и статической 2з неоднородностей магнитного поля, содержащее два датчика поля, один из которых подключен к входам фазометра, первого и второго блоков вычитания другой - ко входам первого блока вы 30 читания, фаэовращателя и через первый переключатель ко второму входу фаэометра, сумматор и третий блок вычитания, первые входы которых соединены с выходом первого блока вычитания, а вторые — с выходом второго блока вычитания, а их выходы и выход первого блока вычитания через второй переключатель соединены с индикатором, при этом выход фазовращателя соединен со вторым входом второго блока вычитания и через первый переключатель — co вторым входом фазометра (2).

Однако это устройство относительно сложно и не обеспечивает достаточно высокую точность измерений, так как необходимо измерять очень малую фазу т и ее знак, затем с помощью фазовращателя осуществить сдвиг сигнала на 2g, т, е. получить фазу с противополох ным знаком,а малые фазы измеряются обычно с весьма невысокой точностью, Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности измерений. Эта цель достигатеся тем, что в дифференциальном измерителе неоднородностей синусоидального магнитного поля, содержащем контрольный и измерительный датчики, подключенные ко вхо788058 дам первого блока вычитания, фазометр первый и второй входы которого через первый переключатель соединены соответственно с выходами контрольного датчика и фазонращателя, индикатор, соединенный через второй переключатель с выходами второго блока вычитания и сумматора, верные входы которых связаны с выходом первого блока вычитания, выход первого блока вычитания соединен через первый переключатель со вторым входом фаэометра, через вто- © рой переключатель — c индикатором и непосредственно связан со входом фаэовращателя, выход которого подключен ко вторым входам сумматора и второго блока вычитания. 15

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контрольный 1 и измерительный 2 датчики, подключен- 2@ ные ко входам первого блока вычитания

3, фаэометр 4, первый и второй входы которого через первый переключатель

5 соединены соответственно с выходами контрольного датчика 1 и фазонращателя 6, индикатор 7, соединенный через второй переключатель 8 с выходами вторсго блока вычитания 9 и сумматора 10 и выходом первого блока вычитания 3, связанным в свою очередь через первый переключатель 5 со вто- 30 рым входом фазометра 4 и входом ф-<зовращателя 6, выход которого подключен

Ко вторым входам сумматора 10 и второго блока вычитания 9.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

При наличии в поле фаэоной. неоднородности между сигналами с контрольного 1 (0 >, ) и измерительного 2, (Ux) датчиков имеется сдвиг по фазе + М, достигающий 1-2, т.е. можно с большой точностью допустить, что Дь = М, При вычитании одчого сигнала из другого получается разностный синусоидальный сигнал

0 =U Si1(Nt У)=

: ) („, 1+u t+ o с эб, (), г„e Ч =сн дч " ()- фаза разностного сиг" нала, знак которой 5Q определяется знаком при фазе 14, aU =U -U (5)- разность амплитуд

on on

- сигналов,т.е.статиче. ская неоднородность, „= нГ =.., -..„........,..ro сигнала, В;уравнении (1) раэностный сигнал представлен математически в виде суммы (разности) 2-х сигналов, которые и представляют собой статическую 4Q (синусоидалъную составляющую) ° и фаэо вую (косинусоидальную составляющую) неоднородности, которые могут быть выделены из раэностного сигнала в оеальном случае. 65

Из (1.} следует. что фаза ч может лежать в пределах 0(Ч (+90 (энак определяется знаком при фазе «+ М ), так как при ч = О и наличии б0 =0

f при аЦ и наличии 1 Ч V=t<3pо приьО„, и наличии М ч = + Ф)о, при наличии М и а О„,, фаза ч занимает промежуточное положение и при 11, 1) > „ч +- б . Т.е. изменение н пределах 1-2ооказывается усиленным в десятки раз при изменении фазы р . Если неоднородностей нет, т.е., ц =(), = О, то нет разностного сигнала, а, следовательно, нет фазы U и фазометр будет показывать нуль.

Последовательность операций при работе с устройством следующая.

Переключатель 5 устанавливается в левое положение, измеряется величина и знак фазы (, которая дает информацию о вели-.ине и знаке Ч . Поскольку фаза оказалась усиленной н десятки раэ, то она может быть изменена почти в такое же количество раэ. ПуcTb оказалось, что фаза Ч была со знаком плюс . тогда

U ь0 Silat- V leos uut.

Р m

on (6)

Затем с помощью фазонращателя 4 разностный сигнал сдвигается на величину —, т. е. на ту же величину, но с противоположным знаком, что контролируем фаэометром, поставив переключатель 5 н правое голожение.

Тогда с ныхоца фаэонращателя снимается сигнал

U =QU>Sinuut+U pcoS э (6)

2 оп

Сложение и вычитание сигналов Vp и Ор. дает

g=Up+ U =з.QU àiAl5t=LJ М iа (т)

1 Е п

= 20 cosuut =U со ю @)

Ь g

Rrn

Таким образом, сигнал У пред=тавляет собой н чистом виде удвоенное значение абсолютной величины статической неоднородности, а сигнал ()я — удвоенное значение напряжения, 3 пропорционального фазовой неоднородности, Индикатором 7, например ламповым вольтметром, обе неоднородности могут быть поочередно измерены с помощью переключателя 8. Индикатор 7 может быть подключен и к выходу блока

3 для определения в случае необходимости суммарной неоднородности.

Преимущестна предложенного измерителя состоят в том„ что он проще известного, так как содержит меньше каскадов (устранен один из блоков вычитания), точность измерений значительно возрастает, так как измеряется усиленная в несколько раз фаза, что равносильно такому же повышению точности.

788058

Формула изобретения

Составитель М, Клыков

Техред N.Петко КсрректорН. Григорук.

Редактор Н. Кешеля

Заказ 8346/54 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП . Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Представление фазы и отклонения сигнала н ниде синусоидальных сигналов позволяет испольэовать предложенное устройство и для иэм рения флуктуаций этих параметров,так как инерционность схемы мала, Дифференциальный измеритель неоднородностей синусоидального магнитного поля, содержащий контрольный и измерительный датчик, подключенные ко входам первого блока вычитания, фазометр, первый и второй входы которого через первый переключатель соединены соответственно с выходами контрольного датчика и фазовращателя, индикатор, соединенный через второй переключатель с выходами второго блока вычитания и сумматора, первые входы которых связаны с выходом перногD блока вычитания, о т л и ч а ю щ и Яс я тем, что, с целью упрощения и поныиения точности измерений, выход первого блока вычитания соединен че5 реэ первый переключа=ель сс вт оры. входом фаэометра, через второй пере(ключатель — с индикатором и непосредственно связан со входом фазонращателя,выход которого подключен ко нторым входам сумматора и второго блока вычитания, Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев !О.Â. и др. Магнито-. метрические преобразователи, приборы, 1Э установки. Энергия, 1972, с. 220221.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2461512, . 05.03.77 (прототип) .