Устройство для измерения магнитных шумов

Устройство для измерения магнитных шумов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()883826

Союз Советски к

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву—

{22) Заявлено 19. 03. 80 (21) 2920617/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)M. Кл.

G 01 R ЗЗ/12

5Ъеударстееиный квинтет

СССР

ll0 делам нэабретеннй н отермтнн

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 25 ° ll ° 81 (53) УДК 621.317. .44(088.8) Л. П. Карба, Л. Н. Крутяков, Г. С, Поровский, Т. В. Стахиева, В. Л, Федоров и В.В.Филиппов (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЪ|Х ШУМОВ

Изобретение относится к технике измерения электромагнитных параметров ферромагнитных материалов и может быть использовано при измерении магнитных шумов.

Известно устройство для исследования потерь в ферромагнитных материалах, в котором катушка индуктивности с измеряемым ферромагнетиком и конденсатор переменной емкости составляют параллельный колебательный кон10 тур. Кроме этого, в устройстве имеется генератор синусоидального напряжения, служащий в качестве источника эталонного сигнала, с величи15 ной которого сравниваются шумы контура, содержащего измеряемый ферромагнетик С13;

Однако это устройство из-sa наличия внешнего генератора обладает сложЮ ностью и громоздкостью. Кроме того, использование в измерении шумов генератора синусоидального напряжения в качестве эталонного сигнала приводит к дополнительной погрешности при измерении спектральной плотности или коэффициента магнитных шумов за счет необходимости определения эффективной шумовой полосы пропускания измерительнбго устройства.

Целью изобретения является повышеточности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для.измерения магнитных шумов содержащее параллельный колебательный контУРт состоЯЩий из конденсатора переменной емкости и катушки индуктивности с ферромагнетиком, параллельно контуру введены катушка индуктивности без ферромагнетика,и эталонная цепь, а последовательно с эталонной цепью и катушкой индуктивности с ферромагнетиком введены два ключа.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2— эквивалентная шумовая схема устройстI ва при измерении магнитных шумов ка883826

Откуда тушки с ферромагнетиком; на фиг, 3— эквивалентная шумовая схема устройства при измерении тепловых шумов эталонной цепи, эквивалентной и измеряемой, Устройство (фиг. 1) содержит конденсатор 1 переменной емкости, катушку 2 индуктивности с измеряемым ферромагнетиком, катушку 3 индуктивности без ферромагнетика, эталонную цепь 4, эквивалентную измеряемой катушке 2 с ферромагнетиком и обладающую только тепловыми шумами, ключ 5 для подключения в цепь измерения катушкй 2, ключ 6 для подключения эталон- 15 ной цепи 4. В качестве ключей 5 и 6 могут быть использованы контактные группы поляризованного реле, При замкнутом ключе 5 и разомкнутом .ключе б устройство на резонансной частоте может быть представлено эквивалентной шумовой схемой (фиг„2), на которой обозначены эквивалентная проводимость 7 контура, состоящего из конденсатора 1 и катушки 3 на резонан- >5 сной частоте, генератор 8 шумового тока тепловых шумов проводимости ?, активная составляющая 9 полной проводимости катушки 2, генератор 10 шумового ток суммарных шумов катушки 2.

При этом на выходе устройства будет действовать шумовое напряжение

U,средний квадрат которого ф димости 7 и проводимости 11 эквивалентной цепи 4, средний квадрат которого где g — полная проводимость этаЭ лонной цепи 4; !

Ке (У) — активная составляюща полной проводимости эталонной цепи 4;

i шумовой ток тепловых шумов проводимости Il.

Воспользовавшись определением коэффициента шума двухполюсника и выражая шумовые токи через соответствующие величины шумовых проводимостей, получим

Ц (3)

О;

/=1(ф — 1) 1 ge(y) ) . (4) При равенстве Ке(У) и gÄ которое можно осуществить регулировкой связи контура с катушкой 2 и цепью 4 с помощью емкостных элементов, квадратичный индикатор на выходе всего измерителя

2. даст показания n„ U, n,— U2 .Тогда

1 относительная погрешность коэффициента шума катушки 2

1 где i — шумовой ток тепловых шумов генератора 8;

g — эквивалентная проводимость э контура на резонансной частоте;

Йе(У)- величина активной составляющей 9, Если при замкнутом ключе 6 и разомкнутом ключе 5 устройство будет иметь ту же резонансную частоту и добротность, что и в предыдущем режиме то его шумовые свойства можно описать с помощью эквивалентной шумовой схемы (фиг.З}, где обозначены полная проводимость 11 эталонной цепи 4 и генератор 12 шумового тока тепловых шумов проводимости эталонной цепи 4. В этом случае на выходе устройства будет действовать шумовое напряжение U тепловых шумов провоао (5) ЬА(1 () Как следует из приведенного описания работы устройства, измерение магнитных шумов производится путем . сравнения шумов катушки 2 индуктивности с ферромагнетиком с тепловыми г

Спектральную плотность шумового на пряжения магнитных шумов S и ее поI

45 грешность можно записать в виде юг. 2

5 8838 шумами эквивалентной цепи 4, поочередно подключаемых к параллельному контуру, не содержащему ферромагнетик. При этом внешних источников эталонных сигналов не требуется, составляющая погрешности за счет точности определения эффективной шумовой, полосы пропускания измерителя исключается.

Устройство может использоваться для 10 измерения электрических шумов любых линейных и нелинейных двухполюсников с положительным значением проводимости Ке(У).

Использование новых элементов катушки индуктивности без ферромагнетика и эквивалентной цепи дает возможность исключить внешние генераторы эталонных сигналов, что упростит устройство, снизит расходы на его эксплуатацию, повысит точность измере.ния шумов. Введение новых элементов расширит область применения устрой3 ства и устранит необходимость разработ26 6 ки ряда устройств для измерения шумов различных двухполюсных структур.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитных шумов, содержащее параллельный колебательный контур, состоящий из конденсатора переменной емкости и катушки индуктивности с ферромагнетиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, параллельно контуру введены катушка индуктивности без ферромагнетика и эталонная цепь, а последовательно с эталонной цепью и катушкой индуктивности с ферромагнетиком введены два ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Н. Bittel, H. LUtgemeier, Uber spontane zeitliche schwankungen

der Nagnetisierung eines Ferromagnetikums. "Zeitschrift fur angewandte

Physik", 1963, Bd 15, 11 6, S.476-480.

Llp

ВНИИПИ Заказ 10224/70

Тираж 735 Подписное

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