RU2147752C1 - Quick-acting device for measurement of magnetic field strength - Google Patents

Quick-acting device for measurement of magnetic field strength Download PDF

Info

Publication number
RU2147752C1
RU2147752C1 RU98113696A RU98113696A RU2147752C1 RU 2147752 C1 RU2147752 C1 RU 2147752C1 RU 98113696 A RU98113696 A RU 98113696A RU 98113696 A RU98113696 A RU 98113696A RU 2147752 C1 RU2147752 C1 RU 2147752C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
gate
trigger
square
Prior art date
Application number
RU98113696A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98113696A (en
Inventor
М.В. Ланкин
Н.И. Горбатенко
В.В. Гречихин
Д.Д. Саввин
Г.В. Ланкина
С.В. Прокопов
Original Assignee
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) filed Critical Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Priority to RU98113696A priority Critical patent/RU2147752C1/en
Publication of RU98113696A publication Critical patent/RU98113696A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147752C1 publication Critical patent/RU2147752C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: magnetic measurements. SUBSTANCE: quick-acting device for measurement of magnetic field strength has the first square-wave generator, ferroprobe with a core made of permalloy with a hysteresis loop with a squareness ratio close to unity. Connected to the ferroprobe output winding is an integrator, whose output is connected to the input of the first threshold unit, series-connected AND gate, pulse counter, digital-to analog converter, controlled current source, key and ferroprobe exciting winding. The first input of the AND gate is connected to the output of the first square-wave generator. Novelty in the invention is provision of RS-flip-flop, second square-wave generator and threshold unit. The output of the second square-wave generator is connected to the first input of the RS-flip-flop and second input of the pulse counter, the output of the first threshold unit is connected to the second input of the RS-flip-flop, the output of the RS-flip-flop is connected to the second inputs of the key and AND gate, the input of the second threshold unit is connected to the ferroprobe output winding, and the output - to the third input of the AND gate. EFFECT: enhanced speed of response due to attaining of the value of compensating field with the aid of one pulse whose duration is commensurable with ti. 2 dwg

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения напряженности магнитного поля. The invention relates to magnetic measurements and is intended to measure magnetic field strength.

Известен следящий магнитометр, содержащий генератор, датчик ядерного магнитного резонанса, усилитель, управитель частоты, преобразователь код-напряжение, приемник сигнала ошибки, дискриминатор уровней, реверсивный счетчик, регистрирующее устройство /авт. св. СССР N 580536, кл. G 01 R 33/08, 1977г. /. 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 может быть использовано для испытания образцов из ферромагнитных материалов. A known magnetometer comprising a generator, a nuclear magnetic resonance sensor, an amplifier, a frequency controller, a code-voltage converter, an error signal receiver, a level discriminator, a reversible counter, a recording device / ed. St. USSR N 580536, class G 01 R 33/08, 1977 /. However, due to the large size of the nuclear magnetic resonance sensor, the device does not allow measuring magnetic fields in small volumes and at a small distance from the surface of ferromagnetic bodies, i.e. This device cannot be used to test samples of ferromagnetic materials.

Известно также устройство, содержащее феррозонд, в цепь намагничивающей обмотки которого включен генератор прямоугольных импульсов и последовательно соединенные переменный и эталонный резисторы, параллельно которым включен измерительный прибор, а в цепь выходной обмотки феррозонда включены последовательно соединенные усилитель, интегратор, пороговый блок и индикаторный прибор. Устройство позволяет измерять большие поля у поверхности ферромагнитных тел компенсационным методом /авт. св. СССР N 525902, кл. G 01 R 33/02, 1976/. Недостатком устройства является большое время процесса измерения обусловленное ручной регулировкой амплитуды компенсирующего поля. A device containing a flux-gate is also known, in the magnetizing winding of which is included a square-wave generator and series-connected variable and reference resistors, in parallel with which a measuring device is connected, and a series-connected amplifier, integrator, threshold unit, and indicator device are connected in series to the output winding of the flux-gate. The device allows you to measure large fields near the surface of ferromagnetic bodies compensation method / ed. St. USSR N 525902, class G 01 R 33/02, 1976 /. The disadvantage of this device is the long measurement process due to manual adjustment of the amplitude of the compensating field.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения напряженности магнитного поля /авт. св. СССР N 815690, кл. G 01 R 33/02, 1981/, содержащее генератор прямоугольных импульсов, феррозонд с сердечником, выполненным из пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, к выходной обмотке которого подключен интегратор, выходом соединенный со входом усилителя, выход которого соединен со входом порогового блока, и измерительный прибор, а также последовательно соединенные элементы И-НЕ, реверсивный счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, управляемый источник тока и ключ, причем второй вход реверсивного счетчика импульсов и первый вход логического элемента И-НЕ соединены с выходом порогового блока, второй вход логического элемента И-НЕ соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен со входом измерительного прибора. Второй вход ключа подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход ключа соединен с намагничивающей обмоткой феррозонда. The closest in technical essence to the claimed device is selected as a prototype device for measuring magnetic field strength / ed. St. USSR N 815690, class G 01 R 33/02, 1981 /, containing a rectangular pulse generator, a flux gate with a core made of permalloy with a hysteresis loop with a square factor close to unity, to the output winding of which an integrator is connected, with an output connected to the amplifier input, the output of which is connected to the input of the threshold unit, and the measuring device, as well as series-connected AND-NOT elements, a reversible pulse counter, a digital-to-analog converter, a controlled current source and a key, the second input of a reversing counter mpulsov and a first input of a logical AND-NO element are connected to the output of the threshold unit, a second input of the AND gate is coupled to the output of the generator of rectangular pulses, output digital to analog converter coupled to the input of the measuring device. The second key input is connected to the output of the rectangular pulse generator, and the key output is connected to the magnetizing winding of the flux gate.

Недостатком известного устройства является следующее. Амплитуда компенсирующих импульсов Hк, при постоянной их длительности tи, наращивается в устройстве прототипе от нулевой до измеряемого значения напряженности Hизм дискретно за N шагов

Figure 00000002

где Hmax - предел измерения устройства; n - разрядность реверсивного счетчика импульсов. Это происходит потому, что прямоугольная форма компенсирующего импульса Hк не позволяет за один шаг подобрать его амплитуду равной Hизм. Длительность tи компенсирующих импульсов Hк должна быть больше или равна времени перемагничивания сердечника феррозонда по предельной петле гистерезиса. В общем случае время перемагничивания сердечника феррозонда определяется: значением напряженности внешнего перемагничивающего поля, скоростью его изменения, формой и размерами сердечника, а также типом материала, из которого он изготовлен. Процесс перемагничивания часто рассматривают как процесс вращения доменов, обладающих "инерционностью" или магнитной вязкостью. Скорость вращения доменов тем больше, чем большее внешнее магнитное поле на них воздействует. Другим фактором, замедляющим перемагничивание, являются вихревые токи, возникая, они создают собственное магнитное поле, направленное встречно перемагничивающему. Для одного и того же сердечника из перечисленных факторов на время перемагничивания оказывает влияние значение напряженности внешнего поля и скорость его изменения. Причем увеличение первого - приводит к уменьшению времени перемагничивання, а увеличение второго (за счет возрастания вихревых токов) - к увеличению.A disadvantage of the known device is the following. The amplitude of the compensating pulses H k , at a constant duration of t and , increases in the device of the prototype from zero to the measured value of tension H ISM discretely in N steps
Figure 00000002

where H max is the measurement limit of the device; n is the width of the reversible pulse counter. This is because the rectangular shape of the compensating impulse H k does not allow one to select its amplitude equal to H meas . The duration t and compensating pulses H k should be greater than or equal to the magnetization reversal time of the flux-gate core along the limit hysteresis loop. In the general case, the magnetization reversal time of the flux-gate core is determined by: the value of the external magnetizing field strength, its rate of change, the shape and dimensions of the core, as well as the type of material from which it is made. The magnetization reversal process is often considered as the process of rotation of domains with "inertia" or magnetic viscosity. The rotation speed of domains is greater, the greater the external magnetic field affects them. Another factor that slows down magnetization reversal is eddy currents, arising, they create their own magnetic field directed opposite to magnetization reversal. For the same core of the listed factors, the magnetization reversal time is affected by the value of the external field strength and its rate of change. Moreover, an increase in the first leads to a decrease in the magnetization reversal time, and an increase in the second (due to an increase in eddy currents) leads to an increase.

До тех пор, пока амплитуда компенсирующего поля
Hк < (Hизм - Hт),
где Hт - поле трогания, магнитное состояние сердечника феррозонда не изменяется (он находится в насыщении). Это значит, что вихревые токи в сердечнике не индуцируются, поэтому на него можно воздействовать внешним полем с большой скоростью изменения. Как только амплитуда компенсирующего поля Hк станет сравнимой с Hизм, будет происходить перемагничивание сердечника феррозонда, а как следствие возникнут вихревые токи, противодействующие этому. Для снижения их предпочтительно ограничить скорость перемагничивания в этой области, выбрав другую форму компенсирующего импульса, например экспоненциальную, с амплитудой равной Hизм. При этом длительность этого импульса, в силу вышеизложенного, будет соизмеримой с tи.
Until the amplitude of the compensating field
H to <(H ISM - H t ),
where H t is the starting field, the magnetic state of the core of the fluxgate does not change (it is in saturation). This means that eddy currents in the core are not induced, therefore, it can be affected by an external field with a high rate of change. As soon as the amplitude of the compensating field H k becomes comparable with H meas , magnetization reversal of the core of the flux gate will occur, and as a result eddy currents will occur to counteract this. To reduce them, it is preferable to limit the magnetization reversal rate in this region by choosing another form of a compensating pulse, for example, exponential, with an amplitude equal to H meas . Moreover, the duration of this pulse, by virtue of the foregoing, will be commensurate with t and .

Технической задачей изобретения является повышение быстродействия измерений за счет достижения значения компенсирующего поля при помощи одного импульса, длительностью соизмеримой с tи.An object of the invention is to increase the speed of measurements by achieving the value of the compensating field with a single pulse, duration comparable with t and .

Поставленная задача решается с помощью быстродействующего устройства для измерения напряженности магнитного поля, содержащего первый генератор прямоугольных импульсов, феррозонд с сердечником, выполненным из пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, к выходной обмотке которого подключен интегратор, выходом соединенный со входом первого порогового блока, последовательно соединенные логический элемент И, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, управляемый источник тока, ключ и обмотка возбуждения феррозонда, причем первый вход логического элемента И соединен с выходом первого генератора прямоугольных импульсов, дополнительно снабженного RS-триггером, вторыми генератором прямоугольных импульсов и пороговым блоком. Причем выход второго генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом RS-триггера и вторым входом счетчика импульсов, выход первого порогового блока соединен со вторым входом RS-триггера, выход RS-триггера - со вторыми входами ключа и логического элемента И, вход второго порогового блока соединен с выходной обмоткой феррозонда, а выход - с третьим входом логического элемента И. The problem is solved using a high-speed device for measuring the magnetic field strength, containing the first generator of rectangular pulses, a flux gate with a core made of permalloy with a hysteresis loop with a square factor close to unity, to the output winding of which an integrator is connected, with an output connected to the input of the first threshold block, series-connected logical element And, pulse counter, digital-to-analog converter, controlled current source, key and a flux-gate excitation coil, the first input of the AND gate being connected to the output of the first rectangular pulse generator, additionally equipped with an RS-trigger, the second rectangular pulse generator and the threshold block. Moreover, the output of the second rectangular pulse generator is connected to the first input of the RS-trigger and the second input of the pulse counter, the output of the first threshold block is connected to the second input of the RS-trigger, the output of the RS-trigger is connected to the second inputs of the key and logic element And, the input of the second threshold block is connected with the output winding of the flux gate, and the output with the third input of the logical element I.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков: RS-триггера, вторых генератора прямоугольных импульсов и порогового блока, и их связями с остальными элементами схемы. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of new units: RS-flip-flop, the second generator of rectangular pulses and the threshold block, and their relationships with other elements of the circuit.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что RS-триггер, генератор прямоугольных импульсов и пороговый блок широко известны. A comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the RS-trigger, the square-wave pulse generator and the threshold block are widely known.

Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство для измерения напряженности магнитного поля вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению быстродействия измерения за счет достижения значения компенсирующего поля при помощи одного импульса длительностью, соизмеримой с tи.However, when they are introduced in this connection with the other elements of the circuit into the inventive device for measuring the magnetic field strength, the above blocks exhibit new properties, which leads to increased measurement performance by achieving the value of the compensating field with a single pulse of duration comparable with t and .

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображена структурная схема быстродействующего устройства для измерения напряженности магнитного поля; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of a high-speed device for measuring magnetic field strength; in FIG. 2 - time diagrams of the operation of the device.

Быстродействующее устройство для измерения напряженности магнитного поля (фиг. 1) содержит первый генератор прямоугольных импульсов 1, феррозонд 2 с сердечником, выполненным из пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, к выходной обмотке 3 которого подключен интегратор 4, выходом соединенный со входом первого порогового блока 5, последовательно соединенные логический элемент И 6, счетчик импульсов 7, цифроаналоговый преобразователь 8, управляемый источник тока 9, ключ 10 и обмотка возбуждения 11 феррозонда 2, причем первый вход логического элемента И 6 соединен с выходом первого генератора прямоугольных импульсов 1, а также RS-триггер 12, второй генератор прямоугольных импульсов 13 и пороговый блок 14. Причем выход второго генератора прямоугольных импульсов 13 соединен с первым входом RS-триггера 12 и вторым входом счетчика импульсов 7, выход первого порогового блока 5 соединен со вторым входом RS-триггера 12, выход RS-триггера 12 - со вторыми входами ключа 10 и логического элемента И 6, вход второго порогового блока 14 соединен с выходной обмоткой 3 феррозонда 2, а выход с третьим входом логического элемента И 6. A high-speed device for measuring the magnetic field strength (Fig. 1) contains the first rectangular pulse generator 1, a flux gate 2 with a core made of permalloy with a hysteresis loop with a square coefficient close to unity, to the output winding of which 3 is connected an integrator 4, the output connected to the input of the first threshold block 5, a logical element And 6 connected in series, a pulse counter 7, a digital-to-analog converter 8, a controlled current source 9, a key 10 and an excitation winding 11 ferros onda 2, and the first input of the logic element And 6 is connected to the output of the first rectangular pulse generator 1, as well as the RS-trigger 12, the second rectangular pulse generator 13 and the threshold block 14. Moreover, the output of the second rectangular pulse generator 13 is connected to the first input of the RS-trigger 12 and the second input of the pulse counter 7, the output of the first threshold block 5 is connected to the second input of the RS-trigger 12, the output of the RS-trigger 12 is connected to the second inputs of the key 10 and logic element 6, the input of the second threshold block 14 is connected to the output winding 3 of the fer probe 2, and an output to the third input of the AND gate 6.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, на выходе RS-триггера 12, уровень напряжения запрещающий: прохождение тока с выхода управляемого источника тока 9 через ключ 10 в обмотку возбуждения 11 феррозонда 2 и импульсов с выхода первого генератора прямоугольных импульсов 1 на вход счетчика импульсов 7 через логический элемент И 6. Выходной уровень второго порогового блока 14 не препятствует прохождению импульсов с выхода первого генератора прямоугольных импульсов 1 на вход счетчика импульсов 7 через логический элемент И 6. The device operates as follows. In the initial state, at the output of the RS-flip-flop 12, the voltage level is forbidding: the passage of current from the output of the controlled current source 9 through the key 10 to the excitation winding 11 of the flux-gate 2 and pulses from the output of the first generator of rectangular pulses 1 to the input of the pulse counter 7 through the logical element And 6. The output level of the second threshold block 14 does not impede the passage of pulses from the output of the first rectangular pulse generator 1 to the input of the pulse counter 7 through the AND 6 logic element.

Феррозонд 2 помещают в постоянное или изменяющееся во времени измеряемое поле Hизм (фиг. 2). Состояние сердечника феррозонда 2 определяется величиной поля Hизм и величиной компенсирующего импульсного поля Hк, создаваемого током в обмотке возбуждения 11 феррозонда 2. Величина компенсирующего поля пропорциональна току управляемого источника тока 9, коммутируемого ключом 10. Для нормальной работы устройства измеряемое и компенсирующее поля направлены встречно.The flux gate 2 is placed in a constant or time-varying measured field H ISM (Fig. 2). The state of the core of the flux gate 2 is determined by the magnitude of the field H ISM and the value of the compensating pulsed field H k created by the current in the excitation winding 11 of the flux gate 2. The magnitude of the compensating field is proportional to the current of the controlled current source 9, switched by key 10. For normal operation of the device, the measured and compensating fields are directed opposite .

В начале каждого цикла измерения короткий запускающий импульс с выхода второго генератора прямоугольных импульсов 12 поступает на второй вход счетчика импульсов 7, приводя его в нулевое состояние и на первый вход RS-триггера 12, в результате чего на выходе RS-триггера 12 устанавливается уровень напряжения разрешающий: протекание тока с выхода источника тока 9 в обмотку возбуждения 11 феррозонда 2 и прохождение через логический элемент И 6 импульсов с выхода первого генератора прямоугольных импульсов 1 на вход счетчика импульсов 7. Выходной код счетчика импульсов 7 возрастает, что приводит к нарастанию напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 8 и как следствие тока управляемого источника тока 9. Начинается формирование импульса компенсирующего поля Hк. ЭДС, индуцируемая в выходной обмотке 3 феррозонда 2 в процессе перемагничивания его сердечника пропорционально скорости изменения индукции в сердечнике феррозонда 2 (U3 на фиг. 2). На участке t0 - t1 оно равно нулю, т.к. индукция не меняется. Второй пороговый блок 14 имеет нулевую уставку, поэтому его выходной сигнал не меняется и цифровой код счетчика нарастает с частотой первого генератора импульсов 1. На участке t1 - t2 происходит перемагничивание сердечника феррозонда 2, что вызывает возникновение ЭДС на выходе выходной обмотки 3 феррозонда 2, а значит к срабатыванию второго порогового блока 14 (U14 на фиг. 2). Изменившийся выходной сигнал второго порогового блока 14, воздействуя на третий вход логического элемента И 6, препятствует прохождению импульсов с выхода первого генератора прямоугольных импульсов 1 на вход счетчика импульсов 7. Изменение выходного кода счетчика импульсов 7 прекращается до тех пор, пока не завершится процесс перемагничивания сердечника феррозонда 2. С завершением этого процесса выходной сигнал второго порогового блока 14 переходит в исходное состояние и процесс продолжается. Таким образом, на участке t1 - t2 скорость нарастания импульса компенсирующего поля уменьшится и в целом форма этого импульса будет близкой к экспоненциальной. ЭДС с выхода выходной обмотки 3 феррозонда 2 интегрируется интегратором 4, напряжение на выходе интегратора 4 пропорционально изменению индукции в сердечнике феррозонда 2. С выхода интегратора 4 это напряжение (U4 на фиг. 2) подается на вход первого порогового блока 5, настроенного таким образом, что он срабатывает, если изменение индукции в сердечнике феррозонда 2 превышает величину равную максимальной индукции петли гистерезиса материала сердечника (Uпор на фиг. 2). Сердечник феррозонда 2 выполнен из 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 Br (фиг. 2). Таким образом, если измеряемое поле Hизм становится равным амплитуде компенсирующего поля Hк, на выходе первого порогового блока 5 появляется уровень напряжения (U5 на фиг. 2), воздействующий на второй вход RS-триггера 12 и приводящий к возвращению RS-триггера 12 в первоначальное состояние. В результате: на обмотку возбуждения 11 феррозонда 2 прекращается подача тока с выхода управляемого источника тока 9 через ключ 10, на вход счетчика импульсов 7 прекращается поступление импульсов с выхода первого генератора импульсов 1 через логический элемент И 6, а на выходе счетчика импульсов 7 устанавливается цифровой код прямо пропорциональный величине напряженности компенсирующего, а значит и измеряемого поля Hизм.At the beginning of each measurement cycle, a short trigger pulse from the output of the second rectangular pulse generator 12 is supplied to the second input of the pulse counter 7, bringing it to zero and to the first input of the RS-trigger 12, as a result of which the voltage level is set at the output of the RS-trigger 12 : the flow of current from the output of the current source 9 into the excitation winding 11 of the flux gate 2 and the passage through the logic element And 6 pulses from the output of the first rectangular pulse generator 1 to the input of the pulse counter 7. The output code is 7 etchika pulses increases, which leads to an increase in the voltage at the output of the digital to analogue converter 8 and as a consequence the current controlled current source 9. Starting pulse generation compensating field H k. EMF induced in the output winding 3 of the flux-gate 2 during the magnetization reversal of its core is proportional to the rate of change of induction in the core of the flux-gate 2 (U3 in Fig. 2). In the interval t0 - t1, it is equal to zero, because induction does not change. The second threshold unit 14 has a zero setting, so its output signal does not change and the digital code of the counter increases with the frequency of the first pulse generator 1. In the region t1 - t2, magnetization reversal of the core of the flux gate 2 occurs, which causes the appearance of an EMF at the output of the output winding 3 of the flux gate 2, and means to trigger the second threshold block 14 (U14 in Fig. 2). The changed output signal of the second threshold block 14, acting on the third input of the And 6 logic element, prevents the passage of pulses from the output of the first rectangular pulse generator 1 to the input of the pulse counter 7. The change of the output code of the pulse counter 7 stops until the core remagnetization process is completed flux-gate 2. With the completion of this process, the output signal of the second threshold block 14 goes to its initial state and the process continues. Thus, in the interval t1 - t2, the rate of rise of the pulse of the compensating field will decrease and, on the whole, the shape of this pulse will be close to exponential. The EMF from the output of the output winding 3 of the fluxgate 2 is integrated by the integrator 4, the voltage at the output of the integrator 4 is proportional to the change in the induction in the core of the fluxgate 2. From the output of the integrator 4 this voltage (U4 in Fig. 2) is supplied to the input of the first threshold block 5 configured in this way that it is triggered if the change in induction in the core of the flux-gate 2 exceeds a value equal to the maximum induction of the hysteresis loop of the core material (U then in Fig. 2). The core of the flux-gate 2 is made of permalloy with a hysteresis loop with a rectangular coefficient close to unity, i.e. the value of the maximum induction of the core material is practically independent of the magnetic field strength and is equal to the value of the residual induction B r (Fig. 2). Thus, if the measured field H meas becomes equal to the amplitude of the compensating field H k , a voltage level appears at the output of the first threshold block 5 (U5 in Fig. 2), which acts on the second input of the RS trigger 12 and causes the RS trigger 12 to return to initial condition. As a result: the current supply from the output of the controlled current source 9 through the key 10 to the excitation winding 11 of the flux-gate 2 is stopped, the pulses from the output of the first pulse generator 1 through the And 6 logic element are stopped to the input of the pulse counter 7, and the digital counter is installed at the output of the pulse counter 7 the code is directly proportional to the magnitude of the compensating, and therefore the measured field H meas .

Блоки, входящие в состав быстродействующего устройства для измерения напряженности магнитного поля, могут быть выполнены, например:
первый и второй генератор прямоугольных импульсов, интегратор, усилитель, пороговые блоки, логический элемент И, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, ключ, RS-триггер, как это описано в /Якубовский С. В., Барканов Н.А., Кудряшов Б.П. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. - М.: Сов. радио, 1979, - 336 с./;
феррозонд, как две обмотки на сердечнике, выполненном из пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице;
управляемый источник тока, как усилитель с обратной связью по току согласно /Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер с англ. - М.- Мир, 1985. 572 с./.
The blocks that make up the high-speed device for measuring magnetic field strength can be performed, for example:
first and second rectangular pulse generator, integrator, amplifier, threshold blocks, logic element And, pulse counter, digital-to-analog converter, key, RS-trigger, as described in / Yakubovsky SV, Barkanov NA, Kudryashov B. P. Analog and digital integrated circuits. - M .: Owls. radio, 1979, 336 p. /;
a flux gate, as two windings on a core made of permalloy with a hysteresis loop with a rectangular coefficient close to unity;
controlled current source as an amplifier with current feedback according to / Falkenberry L. Application of operational amplifiers and linear ICs: Transl. from English. - M.- Mir, 1985.572 s./.

Экспериментальные исследования макета заявляемого быстродействующего устройства для измерения напряженности магнитного поля показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает повышение быстродействия измерений за счет достижения значения компенсирующего поля при помощи одного импульса длительностью, соизмеримой с tи.Experimental studies of the layout of the inventive high-speed device for measuring magnetic field strength showed that, compared with a device of a similar purpose (prototype), the inventive device provides improved measurement performance by achieving the value of the compensating field with a single pulse of duration comparable with t and .

Claims (1)

Быстродействующее устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее первый генератор прямоугольных импульсов, феррозонд с сердечником, выполненным из пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, к выходной обмотке которого подключен интегратор, выходом соединенный с входом первого порогового блока, последовательно соединенные логический элемент И, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, управляемый источник тока, ключ и обмотка возбуждения феррозонда, причем первый вход логического элемента И соединен с выходом первого генератора прямоугольных импульсов, отличающееся тем, что оно снабжено RS-триггером, вторыми генератором прямоугольных импульсов и пороговым блоком, причем выход второго генератора прямоугольных импульсов соединен с первым входом RS-триггера и вторым входом счетчика импульсов, выход первого порогового блока - с вторым входом RS-триггера, выход RS-триггера - с вторыми входами ключа и логического элемента И, вход второго порогового блока - с выходной обмоткой феррозонда, а выход - с третьим входом логического элемента И. A high-speed device for measuring the magnetic field strength, containing the first generator of rectangular pulses, a flux gate with a core made of permalloy with a hysteresis loop with a square coefficient close to unity, to the output winding of which an integrator is connected, with an output connected to the input of the first threshold block, logic connected in series element And, pulse counter, digital-to-analog converter, controlled current source, key and excitation coil of a flux gate, the first the first input of the AND gate is connected to the output of the first rectangular pulse generator, characterized in that it is equipped with an RS trigger, a second rectangular pulse generator and a threshold block, the output of the second rectangular pulse generator connected to the first input of the RS trigger and the second input of the pulse counter, the output of the first threshold block is with the second input of the RS-trigger, the output of the RS-trigger is with the second inputs of the key and logic element And, the input of the second threshold block is with the output winding of the flux gate, and the output is from the third m input logic element I.
RU98113696A 1998-07-10 1998-07-10 Quick-acting device for measurement of magnetic field strength RU2147752C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113696A RU2147752C1 (en) 1998-07-10 1998-07-10 Quick-acting device for measurement of magnetic field strength

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113696A RU2147752C1 (en) 1998-07-10 1998-07-10 Quick-acting device for measurement of magnetic field strength

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98113696A RU98113696A (en) 2000-04-10
RU2147752C1 true RU2147752C1 (en) 2000-04-20

Family

ID=20208565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98113696A RU2147752C1 (en) 1998-07-10 1998-07-10 Quick-acting device for measurement of magnetic field strength

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147752C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4950988A (en) Two region, remanently magnetized position sensor
US4859944A (en) Single-winding magnetometer with oscillator duty cycle measurement
CN112782624B (en) Device and method for measuring coercivity of soft magnetic material
US5091697A (en) Low power, high accuracy magnetometer and magnetic field strength measurement method
US4300095A (en) Self excited saturatable core magnetic field detection apparatus
US3568052A (en) Time interval magnetometer
RU2147752C1 (en) Quick-acting device for measurement of magnetic field strength
RU2154280C2 (en) Gear measuring intensity of magnetic field
RU2155968C2 (en) Unit measuring intensity of magnetic field
RU2149418C1 (en) Digital device for measuring intensity of magnetic field
RU2279688C1 (en) Digital arrangement for measuring magnetic field intensity
SU1168879A1 (en) Device for measuring static magnetic parameters of ferromagnetic materials
SU875320A1 (en) Device for registering hysteresis static loops
SU834635A2 (en) Attached ferromagnetic coercimeter
SU892388A1 (en) Coercive force measuring method
Sonoda et al. Behaviors of magnetic noise as a function of magnetizing level in hysteresis loop of amorphous ribbons
SU563653A1 (en) Apparatus for measuring ferromagnetic material coercivity force
SU1283646A1 (en) Electromagnetic transducer
SU815690A1 (en) Magnetic field intensity measuring device
RU2194286C1 (en) Device measuring intensity of magnetic field
SU419822A1 (en) METHOD OF MEASURING COERTSITIVE FORCE
SU1404996A1 (en) Device for checking parameters of magnetic cores
SU660002A1 (en) Arrangement for measuring maximum specific magnetic power
SU907480A1 (en) Device for measuring differential reversible and non-reversible magnetic permeability
SU744395A1 (en) Attached ferromagnetic coercitimeter