Устройство для измерения напряжен-ности магнитног поля
Патент 815690
Авторы
Классы МПК
Устройство для измерения напряжен-ности магнитног поля
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социапистических
Республик (u>815690
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ
5
1 (5М)М. Кл.
G 01 R 33/02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 030579 (21) 27б1018/18-21 с присоединением заявки Но(23) Приоритет—
Опубликовано 230381.Áþëëåòåíü М 11
Дата опубликовани я описания 230 381
Государственный комитет
СССР но делам. изобретений и открыти и (5З) У4К б21. 317. .44(088.8) (72) Авторы изобретения
H. И. Горб атенко и Н. Б. Тушканов
Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (7! ) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ
МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения напряженности магнит ного поля.
Известен следящий магнитометр, содержащий генератор, датчик ядерного магнитного резонанса, усилитель, управитель частоты, преобразователь код-напряжение, приемник сигнала сваибки, дискриминатор уровней, реверсивный счетчик, регистрирующее устройство 11l.
Однако вследствие больших размеров датчика ядерного магнитного резонанса, устройство не позволяет измерять магнитные поля в малых объемах и на малом расстоянии от поверхности ферромагнитных тел, т.е. данное устройство не используется для испытания образцов из ферромагнитных материалов.
Известно также устройство, содержащее ферроэонд, в цепь намагничивающей обмотки которого включен генератор прямоугольных импульсов и последовательно соединенные переменный и эталонный резисторы, параллель но которым включен измерительный прибор, а в цепь выходной обмотки ферроэонда включены последовательно соединенные усилитель, интегратор, пороговый блок и инди кат орный прибор. Устройство позволяет измерять большие поля у поверхности ферромагнитных тел компенсационным методом 2).
Недостатками устройства являются большое время процесса измерения и невозможность измерения изменяющихся во времени магнитных полей, обусловленные ручной регулировкой амплитуды компенсирующего поля. Эти недостатки затрудняют использование устройства в автоматических установ,ках для испытания магнитных материалов.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.
Пост авл е н н ая цел ь дости гает ся т ем, что устройство для измерения напря20 женности магнитного поля, содержащее генератор прямоугольных импульсов, ферроэонд, к выходной обмотке которого подключен интегратор, выхо" дом соединенный со входом усилителя, выход которого соединен со вхо" дом порогового блока, и измерительный прибор, снабжено последовательно соединенными элементом И-НЕ, реверсивным счетчиком импульсов, циФ30 роаналоговым преобразователем, управ815690 ляемым источником тока и ключом, причем второй вход реверсивного счетЧИК B. ИМПУЛЬСОВ И ПЕРВЫЙ ВХОД ЛОГИ ческого элемента И-НЕ соединены с выходом порогового блока, второй вход логического элемента И-HE соединен с выходом генератора прямо5 угольных импульсов, выход цифро-аналогового преобразователя И-НЕ соединен со входом измерительного прибора.
Второй вход ключа подключен к ныходу генератора прямоугольных импульсон, а выход ключа соединен с намагничивающей обмоткой феррозонда.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения напряженности магнитного поля, на фиг. 2 и фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.
Устройство для измерения напряженности магнитного поля содержит управляемый источник 1 тока, выход которо- Я) го соединен с потенциальным вхоцом ключа 2, управляющий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсон 3, а выход его соединен с намагничивающей обмоткой ферроэонда 4, к выходной обмотке которого подключен интегратор 5, соединенный со входом усилителя б, выход которого соединен со входом порогового блока 7, выход которого подключен к одному иэ входов реверсивного счетчика импульсов 8 и к одному иэ входов логического элемента И-HE 9, другой вход которого соединен с выходом генератора 3 прямоугольных импульсов, а выход — с другим входом . реверсивного счетчика 8 импульсов, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен со входом измерительного прибора 11 и со входом 40 управляемого источника 1 тока.
Устройство работает следующим образом.
Ферроэонд 4 помещают в постоянное или изменяющееся но времени измеряемое поле Н и м (фиг. 2) . Состояние сердечника феррозонда определяется величиной поля Н„,;„и величиной компенсирующего импульсного поля Н„, создаваемого током намагничивающей обмотки ферроэонда 4. Частота следования прямоугольных импульсов компенсирующего поля равна частоте импульсов генератора 3 прямоугольных импульсов, а амплитуда пропорциональна току управляемого источника 1 тока, коьмутируе- 55 мого ключом 2. Для нормальной работы устройства измеряемое и компенсирующее поля направлены встречно. Импульсы напряжения, индуцируемые в выходной обмотке феррозонда 4 н процессе ф) перемагничивания его сердечника (900 на фиг. 2 ), интегрируются интегратором 5, напряжение на выходе интегратора (Ug на фиг. 2) пропорционально изменениям индукции в сердечнике фер- я роэонда 4. Усиленные усилителем б импульсы подаются на вход порогового блока 7, настроенного таким образом, что импульсы на его выходе появляются, если изменения индукции в сердечнике феррозонда 4 превышают величину, равную максимальной индукции петли гистерезиса материала сердечника (Uy
>на фиг. 2}. Сердечник ферроэонда выполнен иэ пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, т.е. величина максимальной индукции материала сердечника практически не зависит от напряженности магнитного поля и равна величине остаточной индукции В„ (фиг. 2). Таким образом, если измеряемое поле Н„д меньше амплитуды компенсирующего поля H „, на выходе порогового блока 7 появляется импульс (MQMGHTbI 11 „ t >I tg tg t S t4> Й<
t » t 2> t<>2> t22, на фиг 3)r воздействующий на вход "вычитание" реверсивного счетчика 8. импульсов и на один из входов логического элемента
И-HE 9, запрещая ноэдействие импульrà с генератора 3 прямоугольных импульсов через логический элемент И-HE
9 на вход "суммирование" реверсивного счетчика 8 импульсов. В результате уменьшается числа, з аписанное в реверсивном счетчике импульсон 8, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10 и ток управляемого источника 1. Если измеряемое по" ле Н „, . больше амплитуды компенсирующего Н» на выходе порогового блока 7, импульс не появляется (моменТЫ 1 2 > 1.4 > 7 > >0> t14> >б> 20> t21> на фиг. 3) . Импульс с генератора 3 прямоугольных импульсов воздействует через логический элемент И-НЕ 9 на вход "суммирование" реверсивного счетчика 8 импульсов, вследствие чего увеличивается число, записанное в нем, а также напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10 и ток L управляемого источника 1 тока.
Таким образом, амплитуда компенсирующего поля Н< автоматически следит за величиной напряженности измеряемого поля Н„,причем показания измерительного прибора 11.прямо пропорциональны величине напряженности компенсирующегб а значит и измеряемого поля НИ2„. Устройство проградуиронано в единицах напряженности магнитного поля.
Наличие в предлагаемом устройстне системы автоматического регулиронания амплитуды импульсного компенсирующего поля полностью автоматизирует процесс измерения напряженности магнитного поля и позволяет измерять напряженность изменяющихся во времени магнитных полей. Устройство может быть использовано как в качестве отдельного измерн815690 теля напряженности магнитного поля так и в качестве элемента автоматических магнитоизмерительных систем.
Формула из обретения
Устройство дпя измерения напряженности магнитного поля, содержащее генератор прямоугольных импульсов, феррозонд, к выходной обмотке которо-
ro подключен интегратор, выходом соединенный со входом усилителя, выход которого соединен со входом порогового блока, и измерительный прибор, о т л"и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно снабжено последовательно соединенными логическим элементом И-НБ, реверсивным счетчиком импульсов, цифроаналоговым преобразователем, управляемюм источником тока и ключом, причем второй вход реверсивного счетчика импульсов и первый вход логического элемента И-НЕ соединены с выходом порогового блока, второй вход логического элемента Й-НЕ соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, выход цифроаналогового преобразовагеля соединен со входом Измерйтельного прибора, второй вход ключа подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов,. а выход ключа соединен с намагничивающей обмоткой ферроз онда.
Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 5805 36, кл. G 01 R 33/08, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
9 525902, кл. G 01 R 33/02, 1976.
815690
Фиа >7
I 1
ЮФФФ7ÞÓ 3 Ф
II ) l1I1I i t l! l l I
t l t i l l I 11 1 1!!
I !!
I I ! ! ! ! !
ВНИИПИ Заказ 1031/77
Тираж 732 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4