RU2390789C1 - Device for measuring characteristics of magnetically soft materials - Google Patents

Device for measuring characteristics of magnetically soft materials Download PDF

Info

Publication number
RU2390789C1
RU2390789C1 RU2009112158/28A RU2009112158A RU2390789C1 RU 2390789 C1 RU2390789 C1 RU 2390789C1 RU 2009112158/28 A RU2009112158/28 A RU 2009112158/28A RU 2009112158 A RU2009112158 A RU 2009112158A RU 2390789 C1 RU2390789 C1 RU 2390789C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
amplifier
measuring
digital
Prior art date
Application number
RU2009112158/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Горбатенко (RU)
Николай Иванович Горбатенко
Михаил Владимирович Ланкин (RU)
Михаил Владимирович Ланкин
Данил Вадимович Шайхутдинов (RU)
Данил Вадимович Шайхутдинов
Константин Михайлович Широков (RU)
Константин Михайлович Широков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"
Priority to RU2009112158/28A priority Critical patent/RU2390789C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390789C1 publication Critical patent/RU2390789C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device for measuring characteristics of magnetically soft materials has series-connected power supply, a magnetising winding placed on the test specimen and a measuring shunt. The output of the power supply is connected in series to a scaling device, the first input of an integro-summing amplifier and the first input of recording device. The output of the measuring shunt is connected to the input of the amplifier whose output is connected to the second input of the recording device. A differentiator, whose input is connected to the output of the amplifier. A divider, whose first input is connected to the output of the amplifier and the second input to the output of the scaling device. A null device, whose input is connected to the output of the differentiator. An analogue-to-digital converter, whose first input is connected to the output of the divider and the second input to the output of the null device. A register, whose first input is connected to the first output of the analogue-to-digital converter and the second input to the second output of the analogue-to-digital converter. A digital-to-analogue converter whose first input is connected to the output of the register and the second input to the output of the amplifier. The output of the digital-to-analogue converter is connected to the second input of the integro-summing amplifier.
EFFECT: higher accuracy of measuring magnetic characteristics of objects made from magnetically soft materials.
3 dwg

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения магнитных характеристик изделий из магнитомягких материалов (МММ).The invention relates to magnetic measurements and is intended to measure the magnetic characteristics of products from soft magnetic materials (MMM).

Известно устройство для определения магнитных свойств магнитомягких материалов [Авт.св. СССР №1167552], содержащее генератор, усилитель мощности, пермеаметр с двумя ярмами, намагничивающей и измерительной обмотками, амперметр, вольтметр, ваттметр, к выходам измерительной обмотки пермеаметра присоединены вольтметр и цепь напряжения ваттметра, с первым выводом намагничивающей обмотки соединен первый выход усилителя мощности, вход которого подключен к генератору, дроссель с двумя ярмами и намагничивающей обмоткой, два измерительных трансформатора переменного тока, первый из которых содержит две, а второй - три обмотки, два резистора и переключатель, причем в зазорах магнитопровода дросселя и в магнитопроводе пермеаметра размещены вставки из магнитного материала, второй вывод намагничивающей обмотки пермеаметра подключен к первому выводу последовательно соединенных первых обмоток измерительных трансформаторов, первый вывод намагничивающей обмотки дросселя - к первому выводу последовательно соединенных вторых обмоток измерительных трансформаторов, а второй вывод - к первому выводу усилителя мощности, вторая обмотка первого измерительного трансформатора замкнута на первый резистор, вторые выводы первой и второй обмоток второго измерительного трансформатора подключены к второму выходу усилителя мощности, с третьей обмоткой второго измерительного трансформатора соединены амперметр и токовая цепь ваттметра, первая клемма второго резистора соединена с первым выходом усилителя мощности, вторая клемма - с подвижным контактом переключателя, неподвижные контакты которого соответственно подключены к второму выводу намагничивающей обмотки пермеаметра и к первому выводу намагничивающей обмотки дросселя.A device for determining the magnetic properties of soft materials [Avt.sv. USSR No. 1167552], containing a generator, a power amplifier, a permeameter with two yokes, magnetizing and measuring windings, an ammeter, a voltmeter, a wattmeter, a voltmeter and a voltage meter of a wattmeter are connected to the outputs of the measuring winding of the permeameter, with the first output of the magnetizing power winding, the first output is connected the input of which is connected to a generator, a choke with two yokes and a magnetizing winding, two measuring AC transformers, the first of which contains two, and the second - three windings, two rubber a torus and a switch, and inserts of magnetic material are placed in the gaps of the inductor’s magnetic circuit and in the magnetic circuit of the permeameter, the second output of the magnetizing winding of the permeameter is connected to the first output of the first windings of the measuring transformers connected in series, the first output of the magnetizing windings of the inductor to the first output of the second windings of the measuring transformers , and the second output to the first output of the power amplifier, the second winding of the first measuring transformer it is connected to the first resistor, the second terminals of the first and second windings of the second measuring transformer are connected to the second output of the power amplifier, the ammeter and the current circuit of the wattmeter are connected to the third winding of the second measuring transformer, the first terminal of the second resistor is connected to the first output of the power amplifier, the second terminal to the movable the contact of the switch, the fixed contacts of which are respectively connected to the second terminal of the magnetizing winding of the permeameter and to the first terminal of the magnetizing magnet weave throttle.

Недостатком данного устройства является необходимость нанесения на испытуемый образец измерительной обмотки, что усложняет процедуру измерения магнитных характеристик образцов из МММ и делает невозможным измерения магнитных характеристик у готовых изделий (электромагнит, статоры электрических машин и т.д.).The disadvantage of this device is the need to apply a measuring winding to the test sample, which complicates the procedure for measuring the magnetic characteristics of samples from MMM and makes it impossible to measure the magnetic characteristics of finished products (electromagnet, stators of electrical machines, etc.).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения характеристик МММ без нанесения измерительной обмотки [Испытание магнитных материалов и систем. / Е.В.Комаров, А.Д.Покровский, В.Г.Сергеев, А.Я.Шихин. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - С.243-244], которое содержит последовательно соединенные источник питания, намагничивающую обмотку, нанесенную на испытуемый образец, измерительный шунт, к выходу источника питания последовательно присоединены масштабирующее устройство, первый вход интегросуммирующего усилителя, первый вход регистрирующего устройства, к выходу измерительного шунта присоединен вход усилителя, к выходу которого присоединен второй вход регистрирующего устройства, и второй вход интегросуммирующего усилителя.The closest in technical essence to the claimed device is the selected device as a prototype for measuring the characteristics of MMM without applying a measuring winding [Testing of magnetic materials and systems. / E.V. Komarov, A.D. Pokrovsky, V.G.Sergeev, A.Ya. Shikhin. - M .: Energoatomizdat, 1984. - P.243-244], which contains a serially connected power source, a magnetizing winding deposited on the test sample, a measuring shunt, a scaling device, a first input of an integrating sum amplifier, a first input are sequentially connected to the output of the power source the recording device, the input of the amplifier is connected to the output of the measuring shunt, the second input of the recording device and the second input of the integrating summing amplifier are connected to its output.

Напряжение на выходе источника питания определяется выражением:The voltage at the output of the power source is determined by the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где I - ток, протекающий через намагничивающую обмотку; RH - активная составляющая сопротивления намагничивающей обмотки; dФ - изменение магнитного потока, пронизывающего намагничивающую обмотку за время dt; k - коэффициент, определяемый количеством витков намагничивающей обмотки, длиной магнитной линии 1, площадью сечения испытуемого образца.where I is the current flowing through the magnetizing winding; R H is the active component of the resistance of the magnetizing winding; dF - change in the magnetic flux penetrating the magnetizing winding during the time dt; k is the coefficient determined by the number of turns of the magnetizing winding, the length of the magnetic line 1, the cross-sectional area of the test sample.

Перенеся IRH в левую часть уравнения и проведя интегрирование по времени обеих частей уравнения, получим формулу, по которой интегросумматор рассматриваемого устройства вычисляет магнитный поток:Moving IR H to the left side of the equation and integrating over both parts of the equation over time, we obtain the formula by which the integrator of the device in question calculates the magnetic flux:

Figure 00000002
Figure 00000002

Выражение (2) реализуется при соблюдении условия:Expression (2) is implemented subject to the conditions:

Figure 00000003
Figure 00000003

где R1 - сопротивление резистора, определяющего коэффициент передачи по первому входу интегросумматора; R2 - сопротивление резистора, определяющего коэффициент передачи по второму входу интегросумматора; kму - коэффициент передачи масштабирующего устройства; ky - коэффициент усиления усилителя; RШ - сопротивление шунта.where R 1 is the resistance of the resistor that determines the transmission coefficient at the first input of the integrosumator; R 2 is the resistance of the resistor, which determines the transmission coefficient at the second input of the integro-adder; k mu is the transfer coefficient of the scaling device; k y is the gain of the amplifier; R W - the resistance of the shunt.

Активную составляющую Rн сопротивления намагничивающей обмотки предварительно определяют и потом используют при вычислении магнитного потока.The active component R n of the resistance of the magnetizing winding is previously determined and then used in calculating the magnetic flux.

Недостатком устройства, взятого в качестве прототипа, является то, что в процессе измерения, вследствие протекания по намагничивающей обмотке тока, происходит ее нагрев, а увеличение температуры намагничивающей обмотки вызывает увеличение активной составляющей Rн ее сопротивления, что приводит к нарушению условия (3). Таким образом, выражение (2), по которому в устройстве вычисляется магнитный поток, реализуется не корректно, что вносит значительную погрешность в результат измерения. Для исключения этой погрешности необходимо обеспечивать соблюдение условия (3) в процессе измерения, в условии изменения Rн.The disadvantage of the device taken as a prototype is that during the measurement, due to the current flowing through the magnetizing winding, it is heated, and an increase in the temperature of the magnetizing winding causes an increase in the active component R n of its resistance, which leads to a violation of condition (3). Thus, expression (2), by which the magnetic flux is calculated in the device, is not implemented correctly, which introduces a significant error in the measurement result. To eliminate this error, it is necessary to ensure compliance with condition (3) in the measurement process, subject to changes in R n .

Технической задачей изобретения является разработка устройства для измерения характеристик магнитомягких материалов, не требующего нанесения измерительной обмотки и учитывающего изменение активной составляющей сопротивления намагничивающей обмотки.An object of the invention is to develop a device for measuring the characteristics of soft magnetic materials, which does not require the application of a measuring winding and takes into account the change in the active component of the resistance of the magnetizing winding.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения магнитных характеристик изделий из МММ.The technical result of the invention is to improve the accuracy of measuring the magnetic characteristics of products from MMM.

Указанный технический результат достигается с помощью устройства для измерения характеристик МММ, содержащего последовательно соединенные источник питания, намагничивающую обмотку, нанесенную на испытуемый образец, измерительный шунт, к выходу источника питания последовательно присоединены масштабирующее устройство, первый вход интегросуммирующего усилителя, первый вход регистрирующего устройства, к выходу измерительного шунта присоединен вход усилителя, к выходу которого присоединен второй вход регистрирующего устройства, дифференциатор, вход которого соединен с выходом усилителя, делитель, первый вход которого соединен с выходом усилителя, а второй - с выходом масштабирующего устройства, нуль-орган, вход которого соединен с выходом дифференциатора, аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом делителя, а второй - с выходом нуль-органа, регистр, первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, а второй - со вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, цифроаналоговый преобразователь, первый вход которого соединен с выходом регистра, а второй - с выходом усилителя, выход цифроаналогового преобразователя соединен со вторым входом интегросуммирующего усилителя.The specified technical result is achieved using a device for measuring the characteristics of the MMM, containing a serially connected power source, a magnetizing winding deposited on the test sample, a measuring shunt, a scaling device, the first input of the integrating sum amplifier, the first input of the recording device, are sequentially connected to the output of the recording device, to the output the measuring shunt is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the second input of the recording device, differential a transmitter, the input of which is connected to the output of the amplifier, a divider, the first input of which is connected to the output of the amplifier, and the second to the output of the scaling device, a zero-organ, the input of which is connected to the output of the differentiator, an analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the output of the divider and the second - with the output of the zero-organ, a register, the first input of which is connected to the first output of the analog-to-digital converter, and the second - with the second output of the analog-to-digital converter, digital-to-analog converter, the first input One of which is connected to the output of the register, and the second to the output of the amplifier, the output of the digital-to-analog converter is connected to the second input of the integrosumming amplifier.

Проведенный поиск среди средств того же назначения, что и заявляемое, не выявил тождественных технических решений в отношении всей совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения. Это позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «новизна».The search among the means of the same purpose as the claimed did not reveal identical technical solutions in relation to the totality of the essential features of the invention. This allows us to conclude that its criterion of "novelty."

Анализ уровня техники позволил установить, что присущие предлагаемому изобретению отличительные признаки, такие как дифференциатор, делитель, нуль-орган, аналого-цифровой преобразователь, регистр и цифроаналоговый преобразователь, при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство для измерения характеристик магнитомягких материалов выше указанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к повышению точности измерения магнитных характеристик МММ за счет снижения погрешности, вызванной изменением активной составляющей сопротивления намагничивающей обмотки. Это позволяет сделать положительный вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».The analysis of the prior art made it possible to establish that the distinguishing features inherent in the present invention, such as a differentiator, divider, zero-organ, analog-to-digital converter, register and digital-to-analog converter, when they are introduced in this connection with other circuit elements in the inventive device for measuring soft magnetic characteristics of materials, the above blocks exhibit new properties, which leads to an increase in the accuracy of measuring the magnetic characteristics of MMM by reducing the error caused by the change HAND active component of the field winding resistance. This allows you to make a positive conclusion about the conformity of the technical solution to the criterion of "inventive step".

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения характеристик МММ, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства, на фиг.3 - пример реализации источника питания.Figure 1 presents a block diagram of a device for measuring the characteristics of MMM, figure 2 is a timing diagram of the operation of the device, figure 3 is an example implementation of a power source.

Устройство для измерения характеристик МММ содержит последовательно соединенные источник питания 1 (ИП), намагничивающую обмотку 2, нанесенную на испытуемый образец 3, измерительный шунт 4 (ИШ), к выходу источника питания 1 (ИП) последовательно присоединены масштабирующее устройство 5 (МУ), первый вход интегросуммирующего усилителя 6 (ИУ), первый вход регистрирующего устройства 7 (РУ). К выходу измерительного шунта 4 (ИШ) присоединен вход усилителя 8 (У), к выходу которого присоединен второй вход регистрирующего устройства 7 (РУ), дифференциатор 9 (ДФ), вход которого соединен с выходом усилителя 8 (У), делитель 10 (ДЛ), первый вход которого соединен с выходом усилителя 8 (У), а второй - с выходом масштабирующего устройства 5 (МУ), нуль-орган 11 (НО), вход которого соединен с выходом дифференциатора 9 (ДФ), аналого-цифровой преобразователь 12 (АЦП), первый вход которого соединен с выходом делителя 10 (ДЛ), а второй - с выходом нуль-органа 11 (НО), регистр 13 (Р), первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя 12 (АЦП), а второй - со вторым выходом аналого-цифрового преобразователя 12 (АЦП), цифроаналоговый преобразователь 14 (ЦАП), первый вход которого соединен с выходом регистра 13 (Р), а второй - с выходом усилителя 8 (У), выход цифроаналогового преобразователя 14 (ЦАП) соединен со вторым входом интегросуммирующего усилителя 6 (ИУ).The device for measuring the characteristics of the MMM contains a serially connected power source 1 (PI), a magnetizing winding 2 deposited on the test sample 3, a measuring shunt 4 (IS), a scaling device 5 (MU) is connected in series to the output of the power source 1 (PI), the first input integrosumming amplifier 6 (IU), the first input of the recording device 7 (RU). The output of the measuring shunt 4 (IS) is connected to the input of the amplifier 8 (U), the output of which is connected to the second input of the recording device 7 (RU), the differentiator 9 (DF), the input of which is connected to the output of the amplifier 8 (Y), the divider 10 (DL ), the first input of which is connected to the output of the amplifier 8 (U), and the second to the output of the scaling device 5 (MU), the zero-organ 11 (BUT), the input of which is connected to the output of the differentiator 9 (DF), an analog-to-digital converter 12 (ADC), the first input of which is connected to the output of the divider 10 (DL), and the second to the output of the zero-organ 11 (BUT), p register 13 (P), the first input of which is connected to the first output of the analog-to-digital converter 12 (ADC), and the second to the second output of the analog-to-digital converter 12 (ADC), the digital-to-analog converter 14 (DAC), the first input of which is connected to the output register 13 (P), and the second with the output of the amplifier 8 (Y), the output of the digital-to-analog converter 14 (DAC) is connected to the second input of the integro-summing amplifier 6 (DUT).

Рассмотрим работу устройства для измерения характеристик МММ.Consider the operation of the device for measuring the characteristics of MMM.

Из условия (3) выразим R2:From condition (3) we express R 2 :

Figure 00000004
Figure 00000004

Так как Rш<<Rн и при выполнении условия kму=ky·R1·Rш, выражение (4) примет вид:Since R W << R n and when the condition k mu = k y · R 1 · R W , the expression (4) will take the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

При постоянстве тока в намагничивающей обмотке 2, а значит, и в измерительном шунте 4 (ИШ) перестает изменяться магнитный поток Ф, пронизывающий намагничивающую обмотку 2, то есть

Figure 00000006
, а следовательно, в это время можно определить активную составляющую RH сопротивления намагничивающей обмотки 2 как отношение напряжения источника питания 1 (ИП) и тока, протекающего в измерительном шунте 4 (ИШ).With a constant current in the magnetizing winding 2, and therefore in the measuring shunt 4 (IS), the magnetic flux Φ ceases to permeate the magnetizing winding 2, i.e.
Figure 00000006
and, therefore, at this time, it is possible to determine the active component R H of the resistance of the magnetizing winding 2 as the ratio of the voltage of the power source 1 (IP) and the current flowing in the measuring shunt 4 (IS).

Намагничивающая обмотка 2, нанесенная на испытуемый образец 3, питается трапециевидным напряжением U1 (фиг.2) от источника питания 1 (ИП). Часть этого напряжения с выхода масштабирующего устройства 5 (МУ) подается на первый вход интегросуммирующего усилителя 6 (ИУ), а на вход усилителя 8 (У) поступает напряжение, пропорциональное току, протекающему в измерительном шунте 4 (ИШ), а следовательно, напряженности в образце. На первый вход делителя 10 (ДЛ) подается напряжение U8 с выхода усилителя 8 (У), а на второй - напряжение U5 с выхода масштабирующего устройства 5 (МУ). Напряжение U8 с выхода усилителя 8 (У) подается на вход дифференциатора 9 (ДФ). В моменты времени t1, t5 ток в намагничивающей обмотке 2 перестает изменяться. В моменты времени t2, t6 переходные процессы в испытуемом образце 3 завершаются и напряжение U8 на выходе усилителя 8 (У) принимает постоянное значение, напряжение U9 на выходе дифференциатора 9 (ДФ) принимает значение, равное нулю, которое вызывает срабатывание нуль-органа 11 (НО). По сигналу U11 нуль-органа 11 (НО) аналого-цифровой преобразователь 12 (АЦП) начинает преобразовывать напряжение U10, обратно пропорциональное активной составляющей Rн сопротивления намагничивающей обмотки 2, с выхода делителя 10 (ДЛ) в цифровой код. В моменты времени t3, t7 завершается аналого-цифровое преобразование и по сигналу U12.2 со второго выхода аналого-цифрового преобразователя 12 (АЦП) полученный код записывается в регистр 13 (Р). Сигнал с регистра 13 (Р), обратно пропорциональный активной составляющей RH сопротивления намагничивающей обмотки 2, подается на первый вход цифроаналогового преобразователя 14 (ЦАП), второй вход которого соединен с выходом усилителя 8 (У). Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 14 (ЦАП), обратно пропорциональное активной составляющей Rн сопротивления намагничивающей обмотки 2, подается на второй вход интегросуммирующего усилителя 6 (ИУ), что обеспечивает соблюдение условия (5). В моменты времени t4, t8, после того как обеспечено соблюдение условия (5), намагничивающая обмотка 2 начинает перемагничиваться в противоположном направлении. Напряжение U6 на выходе интегросуммирующего усилителя 6 (ИУ), пропорциональное магнитному потоку, подается на первый вход регистрирующего устройства 7 (РУ), на второй - напряжение U8 с выхода усилителя 8 (У), пропорциональное напряженности магнитного поля.The magnetizing winding 2, deposited on the test sample 3, is fed by a trapezoidal voltage U 1 (figure 2) from a power source 1 (IP). Part of this voltage from the output of the scaling device 5 (MU) is supplied to the first input of the integro-summing amplifier 6 (IU), and the input of the amplifier 8 (Y) receives a voltage proportional to the current flowing in the measuring shunt 4 (IS), and therefore, the voltage in sample. At the first input of the divider 10 (DL) voltage U 8 is supplied from the output of amplifier 8 (Y), and the second is supplied with voltage U 5 from the output of scaling device 5 (MU). The voltage U 8 from the output of the amplifier 8 (Y) is supplied to the input of the differentiator 9 (DF). At times t 1 , t 5 the current in the magnetizing winding 2 ceases to change. At time t 2 , t 6 the transients in the test sample 3 are completed and the voltage U 8 at the output of the amplifier 8 (Y) takes a constant value, the voltage U 9 at the output of the differentiator 9 (DF) takes a value equal to zero, which causes a zero organ 11 (BUT). According to the signal U 11 of the null-organ 11 (BUT), the analog-to-digital converter 12 (ADC) starts converting the voltage U 10 , which is inversely proportional to the active component R n of the resistance of the magnetizing winding 2, from the output of the divider 10 (DL) into a digital code. At time t 3 , t 7 completes the analog-to-digital conversion and the signal U 12.2 from the second output of the analog-to-digital Converter 12 (ADC), the resulting code is recorded in register 13 (P). The signal from register 13 (P), inversely proportional to the active component R H of the resistance of the magnetizing winding 2, is fed to the first input of the digital-to-analog converter 14 (DAC), the second input of which is connected to the output of amplifier 8 (Y). The voltage from the output of the digital-to-analog converter 14 (DAC), inversely proportional to the active component R n of the resistance of the magnetizing winding 2, is supplied to the second input of the integro-summing amplifier 6 (DUT), which ensures compliance with condition (5). At times t 4 , t 8 , after the condition (5) is satisfied, the magnetizing winding 2 starts to magnetize in the opposite direction. The voltage U 6 at the output of the integrosumming amplifier 6 (DUT), proportional to the magnetic flux, is supplied to the first input of the recording device 7 (RU), the second is the voltage U 8 from the output of the amplifier 8 (Y), proportional to the magnetic field strength.

Устройство работает циклически.The device operates cyclically.

Таким образом, каждые полпериода перемагничивающего тока происходит корректировка выражения (5).Thus, every half period of the magnetizing current, the expression (5) is corrected.

Блоки, входящие в состав устройства для измерения характеристик магнитомягких материалов, могут быть выполнены, например:The blocks that make up the device for measuring the characteristics of soft magnetic materials can be performed, for example:

- намагничивающая обмотка 2, измерительный шунт 4 (ИШ), масштабирующее устройство 5 (МУ), интегросуммирующий усилитель 6 (ИУ), регистрирующее устройство 7 (РУ), усилитель 8 (У), как в прототипе;- magnetizing winding 2, measuring shunt 4 (IS), scaling device 5 (MU), integrosumming amplifier 6 (IU), recording device 7 (RU), amplifier 8 (U), as in the prototype;

- дифференциатор 9 (ДФ) согласно [Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.- С.142-143];- differentiator 9 (DF) according to [Falkenberry L. Application of operational amplifiers and linear ICs: Per. from English - M .: Mir, 1985.- S.142-143];

- нуль-орган 11 (НО) согласно [Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - С.235-236];- null-organ 11 (BUT) according to [Falkenberry L. The use of operational amplifiers and linear ICs: Per. from English - M .: Mir, 1985. - S.235-236];

- делитель 10 (ДЛ) на микросхеме 525ПС2;- divider 10 (DL) on the chip 525PS2;

- аналого-цифровой преобразователь 12 (АЦП) на микросхеме К572ПВ1;- analog-to-digital Converter 12 (ADC) on the chip K572PV1;

- регистр 13 (Р) на микросхеме К155ИР13;- register 13 (P) on the chip K155IR13;

- цифроаналоговый преобразователь 14 (ЦАП) на микросхеме К572ПА1А;- digital-to-analog Converter 14 (DAC) on the chip K572PA1A;

- схема источника питания 1 (ИП) показана на фиг.3 и содержит: генератор импульсов 15 (ГИ), счетчик импульсов 16 (СИ), постоянное запоминающее устройство 17 (ПЗУ), цифроаналоговый преобразователь 18 (ЦАП), фильтр нижних частот 19 (ФНЧ) и усилитель мощности 20 (УМ). В ячейки постоянного запоминающего устройства 17 (ПЗУ) предварительно записаны коды, соответствующие требуемой форме (фиг.2) сигнала U1 источника питания 1 (ИП), в ступенчатом виде. Источник питания 1 (ИП) работает следующим образом. Генератор импульсов 15 (ГИ) вырабатывает импульсы постоянной частоты, которые поступают на вход счетчика импульсов 16 (СИ). Цифровой код на выходе счетчика импульсов 161 (СИ) соответствует адресу ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 17 (ПЗУ), в которой записана информация о текущем значении аппроксимируемого напряжения, данная информация поступает на цифроаналоговый преобразователь 18 (ЦАП), на выходе которого получается ступенчатая кривая трапециевидного напряжения, эта кривая сглаживается фильтром нижних частот 19 (ФНЧ), усилитель мощности 20 (УМ) предназначен для согласования источника питания 1 (ИП) с питаемой схемой. Устройство работает циклически.- the power supply circuit 1 (IP) is shown in figure 3 and contains: pulse generator 15 (GI), pulse counter 16 (SI), read-only memory 17 (ROM), digital-to-analog converter 18 (DAC), low-pass filter 19 ( Low-pass filter) and power amplifier 20 (UM). In the cells of the permanent storage device 17 (ROM) pre-recorded codes corresponding to the desired form (figure 2) of the signal U 1 of the power source 1 (IP), in a step form. Power source 1 (PI) works as follows. The pulse generator 15 (GI) produces pulses of constant frequency, which are fed to the input of the pulse counter 16 (SI). The digital code at the output of the pulse counter 161 (SI) corresponds to the address of the memory cell of the read-only memory 17 (ROM), in which information about the current value of the approximated voltage is recorded, this information is fed to the digital-to-analog converter 18 (DAC), the output of which is a stepwise trapezoidal curve voltage, this curve is smoothed by the low-pass filter 19 (low-pass filter), the power amplifier 20 (UM) is designed to match the power source 1 (IP) with the fed circuit. The device operates cyclically.

Блоки, входящие в состав источника питания 1 (ИП), могут быть выполнены, например:The blocks included in the power supply 1 (IP) can be performed, for example:

- генератор импульсов 15 (ГИ), как это описано в [Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. - С.154-157];- pulse generator 15 (GI), as described in [Gutnikov B.C. Integrated electronics in measuring devices. - L .: Energoatomizdat, 1988. - P.154-157];

- счетчик импульсов 16 (СИ), как это описано в [Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988. - С.167-169];- pulse counter 16 (SI), as described in [Gutnikov B.C. Integrated electronics in measuring devices. - L .: Energoatomizdat, 1988. - P.167-169];

- постоянное запоминающее устройство 17 (ПЗУ) на микросхеме КР556РТ16;- read-only memory device 17 (ROM) on the chip KR556RT16;

- цифроаналоговый преобразователь 18 (ЦАП) на микросхеме К572ПА1А.- digital-to-analog converter 18 (DAC) on the K572PA1A chip.

- фильтр нижних частот 19 (ФНЧ) согласно [Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. С.194-196];- low-pass filter 19 (low-pass filter) according to [Falkenberry L. Application of operational amplifiers and linear ICs: Per. from English - M .: Mir, 1985. S.194-196];

- усилитель мощности 20 (УМ) согласно [Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - С.245-246].- power amplifier 20 (UM) according to [Titz U., Schenk K. Semiconductor circuitry: Per. with him. - M .: Mir, 1982. - S.245-246].

Экспериментальные исследования макета заявляемого устройства для измерения характеристик магнитомягких материалов показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает повышение точности измерения магнитных характеристик изделий из МММ за счет снижения погрешности, вызванной изменением активной составляющей сопротивления намагничивающей обмотки.Experimental studies of the layout of the inventive device for measuring the characteristics of soft magnetic materials showed that, compared with a device of a similar purpose (prototype), the inventive device improves the accuracy of measuring the magnetic characteristics of products from MMM by reducing the error caused by a change in the active component of the resistance of the magnetizing winding.

Claims (1)

Устройство для измерения характеристик магнитомягких материалов, содержащее последовательно соединенные источник питания, намагничивающую обмотку, нанесенную на испытуемый образец, измерительный шунт, к выходу источника питания последовательно присоединены масштабирующее устройство, первый вход интегросуммирующего усилителя, первый вход регистрирующего устройства, к выходу измерительного шунта присоединен вход усилителя, к выходу которого присоединен второй вход регистрирующего устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит дифференциатор, вход которого соединен с выходом усилителя, делитель, первый вход которого соединен с выходом усилителя, а второй - с выходом масштабирующего устройства, нуль-орган, вход которого соединен с выходом дифференциатора, аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом делителя, а второй - с выходом нуль-органа, регистр, первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, а второй - со вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, цифроаналоговый преобразователь, первый вход которого соединен с выходом регистра, а второй - с выходом усилителя, выход цифроаналогового преобразователя соединен со вторым входом интегросуммирующего усилителя. A device for measuring the characteristics of soft magnetic materials, containing a power supply connected in series, a magnetizing winding applied to the test sample, a measuring shunt, a scaling device, a first input of an integrating sum amplifier, a first input of a recording device, and an amplifier input are connected to the output of the measuring shunt; , the output of which is connected to the second input of the recording device, characterized in that it is an additional o contains a differentiator, the input of which is connected to the output of the amplifier, a divider, the first input of which is connected to the output of the amplifier, and the second to the output of the scaling device, a zero-organ, the input of which is connected to the output of the differentiator, an analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the output of the divider, and the second with the output of the zero-organ register, the first input of which is connected to the first output of the analog-to-digital converter, and the second to the second output of the analog-to-digital converter, digital-to-analog conversion Tel, the first input coupled to an output register, and the second - to the amplifier output, output digital to analog converter connected to the second input of the amplifier integrosummiruyuschego.
RU2009112158/28A 2009-04-01 2009-04-01 Device for measuring characteristics of magnetically soft materials RU2390789C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112158/28A RU2390789C1 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Device for measuring characteristics of magnetically soft materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112158/28A RU2390789C1 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Device for measuring characteristics of magnetically soft materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2390789C1 true RU2390789C1 (en) 2010-05-27

Family

ID=42680559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112158/28A RU2390789C1 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Device for measuring characteristics of magnetically soft materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390789C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579868C1 (en) * 2015-01-12 2016-04-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of measuring weber-ampere characteristics of electrotechnical article and device therefor
RU2627559C1 (en) * 2016-10-17 2017-08-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Device for measuring weber-ampere characteristics of electrical devices
RU2639622C2 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Weber-ampere characteristics measuring device for electrical devices
RU2686404C1 (en) * 2018-03-02 2019-04-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) Method of tomographic measurement of the magnetic state of ferromagnetic objects of complex shape

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579868C1 (en) * 2015-01-12 2016-04-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of measuring weber-ampere characteristics of electrotechnical article and device therefor
RU2639622C2 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Weber-ampere characteristics measuring device for electrical devices
RU2627559C1 (en) * 2016-10-17 2017-08-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Device for measuring weber-ampere characteristics of electrical devices
RU2686404C1 (en) * 2018-03-02 2019-04-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) Method of tomographic measurement of the magnetic state of ferromagnetic objects of complex shape

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Drung et al. Improving the traceable measurement and generation of small direct currents
Jeffery et al. NIST comparison of the quantized Hall resistance and the realization of the SI ohm through the calculable capacitor
US10078102B2 (en) Methods and devices for AC current sources, precision current transducers and detectors
RU2390789C1 (en) Device for measuring characteristics of magnetically soft materials
Mohns et al. A wideband current transformer bridge
Yang et al. A new compact fluxgate current sensor for AC and DC application
van den Brom et al. Characterization of DC current sensors with AC distortion for railway applications
Callegaro et al. On the calibration of direct-current current transformers (DCCT)
Budovsky A micropotentiometer-based system for low-voltage calibration of alternating voltage measurement standards
ATE534040T1 (en) CIRCUIT TESTING DEVICE
Rietveld et al. High-current CT calibration using a sampling current ratio bridge
RU2244319C1 (en) Device for calibration testing instrument current transformer
RU100633U1 (en) DEVICE FOR TESTING SINGLE-PHASE MEASUREMENTS OF ELECTRIC POWER AND ENERGY
RU2282208C1 (en) Device for testing measuring voltage transformers
RU2727071C1 (en) Hysteresis loop recording device
RU2365909C2 (en) Saline tester
Shapiro et al. A new power transfer standard, its investigation and intercomparison
SU1109690A1 (en) Device for checking voltage transormeps
RU2549246C1 (en) Conductometer
Houtzager et al. Calibration systems for analogue non-conventional voltage and current transducers
Pogliano et al. Methods for precision measurement of ac voltages in the millivolt ranges
Solve et al. The leakage resistance to ground of a NIST programmable Josephson voltage standard
So et al. NRC-NIST intercomparison of calibration systems for current transducers with a voltage output at power frequencies
RU2421748C2 (en) Test method of products from magnetically soft materials
Simonson et al. Loading errors in low voltage ac measurements

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110421

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180402