PL223480B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego, w szczególności przeznaczone do kalibracji i wzorcowania mierników natężenia pola magnetycznego. Sposób polega na tym, że n napięcie z generatora (G) filtruje się w filtrze (F), przy czym sygnał filtruje się tak, że napięcie wyjściowe otrzymanego sygnału wzrasta proporcjonalnie z częstotliwością o 20 dB/dekadę, a następnie napięciem wyjściowym zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej (A). Urządzenie ma generator wzbudzający (G), połączony jest z układem ekspozycyjnym pola, poprzez wzmacniacz (W), przy czym układem ekspozycyjnym pola jest antena ramowa (A). Pomiędzy generator wzbudzający (G) i wzmacniacz (W) jest włączony filtr (F).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego przeznaczone do kalibracji i wzorcowania mierników natężenia pola magnetycznego oraz jako układ ekspozycyjny przy badaniu własności urządzeń oraz materii ożywionej i nieożywionej poddanej działaniu pola magnetycznego, zwłaszcza pola niemonochromatycznego zawierającego składowe o różnych częstotliwościach lub w warunkach przemiatania częstotliwości pola.

Znany ze stosowania sposób wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego polega na pobudzeniu wzorcowej anteny nadawczej ze źródła w postaci generatora przebiegów harmonicznych, po pożądanym wzmocnieniu sygnału za pomocą wzmacniacza szerokopasmowego. Podstawową niedogodnością tego sposobu jest zależność natężenia wytwarzanego pola magnetycznego od częstotliw ości, przy stałym pobudzeniu wzorcowej anteny nadawczej.

Dotychczas znane rozwiązania wzorców pola magnetycznego polegają na pobudzeniu wzorc owej anteny nadawczej sygnałem z generatora częstotliwości, po wzmocnieniu sygnału za pomocą wzmacniacza o płaskiej charakterystyce częstotliwościowej. Podstawową niedogodnością takiego rozwiązania jest zależność natężenia wytwarzanego pola magnetycznego od częstotliwości przy stałej wartości napięcia pobudzającego antenę, co wynika z zależności impedancji wejściowej anteny od częstotliwości. Rozwiązanie takie jest w pełni poprawne jedynie w przypadku sygnałów monochrom atycznych. Przy przemiataniu częstotliwości, związanym na przykład z automatyzacją pomiaru w funkcji częstotliwości, a zwłaszcza w przypadku pobudzeń niemonochromatycznych pomiar jest utrudniony lub zafałszowany w wyniku zniekształcenia obwiedni sygnału pobudzającego, na przykład przy impulsowym pobudzeniu anteny wzorcowej.

Sposób wytwarzania pól magnetycznych o dużej jednorodności w obrębie badanego obiektu i kompensacja zewnętrznego pola rozproszonego i układ do jego realizacji znane są z polskiego zgł oszenia patentowego nr P.393899. Sposób wytwarzania pól magnetycznych o dużej jednorodności w obrębie badanego obiektu polega na tym, że stosuje się dwie pary cewek, w których prąd płynie w tym samym kierunku i zwrocie, przy czym promienie obu par cewek są jednakowe. Układ do wytw arzania pól magnetycznych o dużej jednorodności w obrębie badanego obiektu charakteryzuje się tym, że składa się z dwóch par cewek, o promieniach korzystnie jednakowych, usytuowanych współosiowo, zamocowanych trwale, rozłącznie do obudowy tomografu, w których prąd płynie w tym samym kierunku i zwrocie.

Urządzenie do wytwarzania pola elektromagnetycznego o polaryzacji quasisferycznej znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.389783, zawiera dwa generatory wysokiej częstotliwości i małej częstotliwości. Wyjście generatora wysokiej częstotliwości połączone jest z dwoma zaciskami pierwszego dwubiegunowego przełącznika, przy czym z pierwszym wejściem tego przełącznika be zpośrednio, a z drugim przez pierwszy przesuwnik fazy. Pierwszy z zacisków wyjściowych pierwszego przełącznika dwubiegunowego połączony jest z wyjściem kanału pierwszego poprzez pierwszy regulowany przesuwnik fazy i pierwszy wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu. Wyjście generatora małej częstotliwości jest połączone z dwoma zaciskami drugiego dwubiegunowego przełącznika, przy czym z pierwszym wejściem drugiego przełącznika bezpośrednio, a z drugim przez drugi przesuwnik fazy. Pierwszy zacisk wyjściowy drugiego dwubiegunowego przełącznika jest połączony z drugim wejściem pierwszego mieszacza zrównoważonego, natomiast drugi zacisk wyjściowy drugiego przełącznika jest połączony z drugim wejściem drugiego mieszacza zrównoważonego. Wyjście pierwszego mieszacza zrównoważonego połączone jest z wyjściem kanału drugiego poprzez drugi regulowany przesuwnik fazy i drugi wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu, natomiast wyjście drugiego mieszacza zrównoważonego jest połączone z wyjściem trzeciego kanału poprzez trzeci regulowany przesuwnik fazy i trzeci wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu.

Sposób i urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola elektromagnetycznego realizacji znane są z polskiego opisu patentowego nr 211359. Sposób polega na tym, że sygnał z generatora, pob udzający wzorzec pola elektromagnetycznego, poddaje się podwójnej modulacji, przy czym sygnał moduluje się pierwotnie impulsowym przebiegiem periodycznym generowanym w generatorze, po czym sygnał ten w modulatorze moduluje się przebiegiem odpowiadającym czasowym zmianom natężenia pola niestacjonarnego, który generuje się w generatorze kluczującym, w wyniku czego do układu ekspozycyjnego doprowadza się paczki impulsów, za pomocą których układ ekspozycyjny wytwarza pojawiające się okresowo pole elektromagnetyczne, odpowiadające niestacjonarnemu polu elektromagnetycznemu, wytworzonemu przez ruchomą antenę urządzenia radiolokacyjnego. Urządzenie

PL 223 480 B1 ma generator, połączony poprzez modulator z układem ekspozycyjnym pola elektromagnetycznego, zaś do modulatora jest dołączony generator kluczujący.

Istota sposobu, według wynalazku, polega na tym, że napięcie z generatora filtruje się w filtrze, przy czym sygnał filtruje się tak, że napięcie wyjściowe otrzymanego sygnału wzrasta proporcjonalnie z częstotliwością o 20 dB/dekadę, a następnie napięciem wyjściowym zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej.

Istota sposobu, według wynalazku, polega również na tym, że napięciem wyjściowym z generatora proporcjonalnym do częstotliwości, które rośnie ze współczynnikiem proporcjonalności 20 dB//dekadę częstotliwości, zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej.

Korzystnie, częstotliwość, rodzaj modulacji oraz wartość napięcia wyjściowego z generatora kontroluje się procesorem.

Istota urządzenia, według wynalazku, polega na tym, że generator wzbudzający połączony jest z układem ekspozycyjnym pola, poprzez wzmacniacz, przy czym układem ekspozycyjnym pola jest antena ramowa.

Korzystnie, pomiędzy generator wzbudzający i wzmacniacz jest włączony filtr, albo pomiędzy wzmacniacz i układ ekspozycyjny pola jest włączony filtr.

Korzystne, jest również to, że generator wzbudzający sterowany jest procesorem.

Zaletą sposobu jest pobudzenie wzorcowej anteny nadawczej z generatora wzbudzającego przez układ o kształtowanej charakterystyce częstotliwości złożony ze wzmacniacza i filtra o kształt owanej charakterystyce częstotliwościowej. W zakresie częstotliwości pracy wzorca wzmocnienie wzmacniacza układu jest rosnącą funkcją częstotliwości i rośnie z częstotliwością 6 dB/oct, co odpowiada 20 dB/dekadę. Przy zachowaniu stałej wartości napięcia sterującego wzmacniacz uzyskuje się niezależność natężenia wytwarzanego pola magnetycznego od częstotliwości i w rezultacie możliwość prowadzenia wzorcowania w warunkach przemiatania częstotliwości lub pobudzenia wzmacniacza przebiegami odkształconymi o dowolnym widmie częstotliwości.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładzie wykonania oraz uwidoczniony na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia do wytwarzania wzorcowego pola m agnetycznego z filtrem, a fig. 2 - schemat blokowy urządzenia do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego z generatorem sterowanym procesorem.

P r z y k ł a d 1

Sposób wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego polega na tym, że napięcie z generatora G wzmacnia się we wzmacniaczu W, następnie filtruje w filtrze F, przy czym sygnał filtruje się tak, że napięcie wyjściowe otrzymanego sygnału wzrasta proporcjonalnie z częstotliwością o 20 dB//dekadę, a następnie napięciem wyjściowym zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej A.

P r z y k ł a d 2

Sposób wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego polega na tym, że napięciem wyjściowym z generatora G proporcjonalnym do częstotliwości, które rośnie ze współczynnikiem proporcjonalności 20 dB/dekadę częstotliwości, zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej A. Ponadto częstotliwość, rodzaj modulacji oraz wartość napięcia wyjściowego z generatora G kontroluje się procesorem P.

P r z y k ł a d 3

Urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego ma generator wzbudzający G połączony jest z układem ekspozycyjnym pola w postaci anteny ramowej A, poprzez wzmacniacz W. Pomiędzy wzmacniacz W i antenę A jest włączony filtr F.

Generator wzbudzający G generuje sygnał sterujący wzmacniacz W. Sygnał sterujący może być sinusoidalnym przebiegiem harmonicznym, może być przebiegiem harmonicznym o zmiennej częstotliwości (na przykład przemiatanym w pożądanym paśmie częstotliwości) lub przebiegiem dowolnie odkształconym, na przykład przebiegiem prostokątnym, piłozębnym. Przebieg ten jest wzmacniany we wzmacniaczu W do którego wyjścia dołączony jest filtr F, którego charakterystyka częstotliwościowa jest proporcjonalna do częstotliwości, a jej nachylenie wynosi 20 dB/dekadę. W rezultacie wzmocnienie przebiegów o wyższych częstotliwościach jest odpowiednio większe. Sygnał wyjściowy wzmacniacza W poprzez filtr F jest doprowadzany do wzorcowej anteny ramowej A. Impedancja wejściowa anteny A rośnie proporcjonalnie do częstotliwości, co przy stałym napięciu pobudzającym antenę prowadzi do malenia generowanego pola magnetycznego ze wzrostem częstotliwości. Przy wzroście napięcia pobudzającego z częstotliwością, co zapewnia układ złożony ze wzmacniacza W

PL 223 480 B1 i filtra F o odpowiednio ukształtowanej charakterystyce częstotliwościowej, natężenie wytwarzanego pola magnetycznego nie zależy od częstotliwości i jest proporcjonalne do napięcia pobudzającego wzmacniacz W, niezależnie od kształtu tego napięcia. Pozwala to, na generowanie pola magnetyc znego o zmienności w czasie w postaci prostokąta, trójkąta lub innego przebiegu.

P r z y k ł a d 4

Urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego wykonane jak w przykładzie trzecim z tą różnicą, że filtr F włączony jest pomiędzy generator wzbudzający G i wzmacniacz W.

P r z y k ł a d 5

Urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego ma generator wzbudzający G połączony jest z układem ekspozycyjnym pola w postaci anteny ramowej A, poprzez wzmacniacz W. Ponadto generator wzbudzający G sterowany jest procesorem PR.

Napięcie wyjściowe generatora G jest ustalane za pomocą procesora P tak, aby jego wartość liniowo rosła z częstotliwością o wielkość 20 dB/dekadę. Napięcie to jest wzmacniane za pomocą wzmacniacza W o charakterystyce częstotliwościowej niezależnej od częstotliwości. W rezultacie, wymuszonego procesorem P, liniowego wzrostu napięcia sterującego wzmacniacz W oraz rosnącej z częstotliwością impedancji wejściowej anteny wzorcowej A uzyskuje się wartość natężenia pola magnetycznego niezależną od częstotliwości, co pozwala na przemiatanie częstotliwości lub stosowanie dowolnego rodzaju modulacji przebiegu sterującego i identyczną, co do kształtu, wartością w ytwarzanego pola wzorcowego.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego polegający na tym, że napięciem z generatora, pobudza się układ ekspozycyjny pola, znamienny tym, że napięcie z generatora (G) filtruje się w filtrze (F), przy czym sygnał filtruje się tak, że napięcie wyjściowe otrzymanego sygnału wzrasta proporcjonalnie z częstotliwością o 20 dB/dekadę, a następnie napięciem wyjściowym zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej (A).
2. 2. Sposób wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego polegający na tym, że napięciem z generatora pobudza się układ ekspozycyjny pola, znamienny tym, że napięciem wyjściowym z generatora (G) proporcjonalnym do częstotliwości, które rośnie ze współczynnikiem proporcjonalności 20 dB/dekadę częstotliwości, zasila się układ ekspozycyjny pola w postaci anteny ramowej (A).
3. 3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że częstotliwość, rodzaj modulacji oraz wartość napięcia wyjściowego z generatora (G) kontroluje się procesorem (P).
4. 4. Urządzenie do wytwarzania wzorcowego pola magnetycznego zawierające generator i układ ekspozycyjny pola, znamienne tym, że generator wzbudzający (G) połączony jest z układem ekspozycyjnym pola, poprzez wzmacniacz (W), przy czym układem ekspozycyjnym pola jest antena ramowa (A).
5. 5. Urządzenie, według zastrz. 4, znamienne tym, że pomiędzy generator wzbudzający (G) i wzmacniacz (W) jest włączony filtr (F).
6. 6. Urządzenie, według zastrz. 4, znamienne tym, że pomiędzy wzmacniacz (W) i układ ekspozycyjny pola jest włączony filtr (F).
7. 7. Urządzenie, według zastrz. 4, znamienne tym, że generator wzbudzający (G) sterowany jest procesorem (PR).