SU1026097A1 - Способ измерени мгновенных значений периодических магнитных полей и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ измерени  мгновенных Значений периодических магнитных полей, заключающийс  з преоб-разовании пол  в электрические сигналы , пропорциональные производной от пол  по времени, фиксации перед него фронта сигналов, фиксации момента отсечки сигналов относительно переднего фронта, изменении длительности отсечки и интегрировании отсеченных сигналов, о т л и ч а юtq и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, осуществл ют поочередно отсечку передней и задней части .сигналов, отсеченные сигналы интегрируют в течение фиксированного временного интервала, а величину цндукции магнитного пол  вычисл ют по формуле . B(t) ( Uj) SW, i где U - Ug - алгебраическа  раэг ность регистрируемых (Л сигналов; - посто нна  интегрирос вани } - коэффициент преобра зовани  пол .

Description

fmcЬ

KI

8п

N:

TB(tf)

..Xj-

Фае.}

2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные индукционный преобразователь пол , ключ, интегратор и регистрирующий прибор, последовательно соединенные блок фиксации переднего фронта сигналов.и блок задержки, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены последовательно соединенные генератор дополнительной задержки и генератор фиксированного временного

интервала, а также два элемента И и триггер, при этом выход блока задержки через первые входы элементов И подсоединен к второму входу генератора фиксированного временного интервала и к входу генератора дополнительной задержки соответственно, выход генератора фиксированного временного интервала и вход триггера . св заны с управл ющим входом ключа , а выходы триггера подсоединены к вторым входам элементов И,

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к технике измерени  магнитных полей, и может использоватьс  дл  измерени  магнитных полей ускорителей зар женных частиц и .дл  определени  характеристик магнитных материалов.

Известен способ измерени  мгновенных значений периодических магнитных полей, заключающийс  в преобразовании магнитных полей в электрические сигналы, пропорциональные производной от магнитного пол  по времени, фиксации переднего фронта сигналов, отсечении части сигналов, интегрировании отсеченных сигналов и измерении проинтегрированных сигналов ij .

Однако точность измерений известным способом недостаточна.

Известно устройство, осуществл ющее известный способ, содержащее индукционный преобразователь пол , преобразующий магнитное-поле в ЭДС, пропорциональную производной от пол  по времени, соединенный через ключ с входом интегратора, схему фиксации переднего фронта сигнала преобразовател , схему задержки момента отсечки сигналов, генерирующей импульс, длительность которого равна времени задержки, причем вход схемы задержки подсоединен к выходу схемы фиксации переднего фронта, а выход схемы задержки св зан с управл ющим входом ключа, и схему регистрации проинтегрированных сигналов , подсоединенную к выходу интератора 2 .

Магнитное поле В (t) определ етс по величине регистрирующего сигнала и из выражени 

B(t) tS. W-:JLгде с - посто нна  интегратора;

посто нна  преобразовател .

Недостатком известного способа  вл етс  ограничение точности измерни  из-за погрешности, возникающей при выполнении операции интегрировани . Эта погрешность приводит к искажению измер емого пол  на величину , численно равгную погрешности интегрировани . Основной вклад в погрешность интегрировани  вносит дрейф нул  интегратора.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  дрейфа нул  интегратора на точность выполнени  операции интегрировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  5 мгновенных значений периодических магнитных полей,.заключающемус  в преобразовании пол  в электрические сигналы, пропорциональные производной от пол  по времени, фиксации 0 переднего фронта сигналов, фиксации момента отсечки сигналов относительно переднего фронта, изменении длительности отсечки, интегрировании отсеченных сигналов, осуществл ют 5 поочередно отсечку-передней и задней части сигналов, отсеченные сигналы интегрируют в течение фиксированного временного интервала, а величину индукции магнитного пол  п вычисл ют по формуле

B(t,) (U - U,,)2S-W/ где и,- Uj - алгебраическа  разность регистрируе№1х сигналов ,

t - посто нна  интегрировани ;

SW - коэффициент преобразовани  пол .

В устройство, с помощью которого осуществл етс  предлагаемый способ, 0 содержащее последовательно соединенные индукционный преобразователь пол , ключ, интегратор и регистрирующий прибор/ последовательно соединенные блок фиксации переднего 5 фронта сигналов и блок задержки. введены -.последовательно соединенные генератор дополнительной задержки и генератор фиксированного -временно го интервала, а также, два элемента И и триггер при этом выход блока задержки через первые входы элементов И подсоединен к второму входу генератора фиксированного временного интервала и к входу генератора дополнительной задержки соответственно , выход генератора фиксированного временного интервала и вход триггера св заны с управл ющим входом ключа, а выходы триггера подсоединены к вторым входам элементов И.. . На фиг. 1 изображена диаграмма, по сн юща  способ измерени  мгновенных знач(ений периодических магнитных полейJ на фиг. 2 - устройство дл  осуществлени  способа. На фиг. 1 обозначено В - эпюра пол } 6 - эпюра сигналов, пропорциональных производной от пол ; t - эпюра интервалов задержки} to - эпюра фиксированных интервалов отс эпюра отсеченных сигналов; BU - эпюра проинтегрированных сигналов . Сущность способа заключаетс  в следующем. В первом цикле фиксированный интервал формируетс  в момент окончани  задержки и интегрируетс  часть сигнала от момента задержки до зад- него фронта. Величина про интегрированного сигнала пропорциональна зна Чёнию пол  в момент t, но имеет противоположный знак. Во втором цик ле фиксированный временной интервал формируетс  по окончании дополнител ной задержки, т.е. с опережением от носительно переднего фронта третьего сигнала, и заканчиваетс  в момен окончани  задержки t. Таким образо интегрируетс  часть сигнала от переднего фронта до момента задержки. Необходимость интегрировани  сиг налов в течение фиксированного инте вала, превышающего длительность сиг налов, вытекает из того, что в этом случае возможна наиболее полна  ком пенсаци  дрейфа нул  интегрирующего устройства. Можно заметить, что в обоих случа х выходное напр жение содержит составл ющую, пропорциональную значению пол  в момент t, но с разными знйками, и составл ющую, пропорциональную дрейфу нул , величина и знаки которой одинаковы в обоих слу ча х. Поэтому разность U/- U - SWB{t4) не содержит составл ющей пропорциональной дрейфу нул . Устройство (фиг. 2) осуществл ю ,щее предлагаемый способ, содержит индуктионный преобразователь-1 пол , подсоединенный через ключ 2к входу интегратора 3, регистрирующий прибор 4, включенный на выходе интегратора , блок 5 фиксации переднего фронта сигналов преобразовател , выход которого подсоединен к входу блока 6 задержки, генератор 7 фиксированного временного интервала, выход которого соединен с управл ющим входом ключа 2, а один из запускающих входов с выходом генератора 8 дополнительной задержки. Другой вход генератора 7 и вход генератора 8 через элементы И 10 и 11 подсоединены к выходу блока 6. Вторые входы элементов И 10 и 11 св заны с выходами триггера 9, счетный вход которого подсоединен к выходу генератора 7. Способ осуществл ют следующим образом . Преобразователь 1 (фиг. 2) преобразует магнитное поле в ЭДС, пропор циональную производной от пол  по времени, ключ 2 выполн ет операцию отсечки части сигнала преобразовател , интегратор 3 - операцию интегрировани  отсеченных сигналов. Блок 5 фиксируют передний фронт сигналов пупутем генерации импульса в момент по влени  сигналов. Этим импульсом запускаетс  блок б, вьтолн ющий Функ7 цию задержки. Задним фронтом импульса блока б запускаетс , в зависимости от состо ни  триггера 9, либо генератор.7, либо генератор 8. Дл  , определенности положим, что триггер запреща:ет прохождение импульса через элемент И 11. В этом случае генератор 7 запускаетс  непосредственно от блока б в момент окончани  задерж ки и интегрируетс  часть сигнала преобразовател  1 от момента t в течение фиксированного интервала, по окончании которого задним фронтом импульса генератора 7 триггер перебрасываетс  в другое положение, запрещающее прохождение импульса блока б через элемент И 10 и разрешающее через элемент И 11. С приходом второго импульса пол  блок 5 запускает блок 6, который по окончании интервала задержки запускает генератор 8 дополнительной задержки . Последний генерирует импульс длительностью Т - t, где Т - период повторени  пол . Задним Фронтом импульса запускаетс  генератор 7 11..ключ 2 замыкаетс  с опережением по отношению к переднему фронту третьего сигнала. Интегрируетс  часть третьего сигнала от переднего фронта до момента задержки. D момент задержки задним фронтом импульса генератора 7 триггер 9 перебрасываетс  в исхбдное состо ние, полготавлива  схему к повторению цикла. Таким образом, назначение генератора . дополнительной задержки обесг1«ми ает отсечку части сигнала от переднего фронта до момента задержки.

ПроцессИзмерени  разбиваетс  на два цикла. В первом цикле отсекаетс , интегрируетс  .и регистрируетс  задн   по отношению к моменту задержки часть сигналов, а во втором -.передн   часть сигналов. В первом цикле жестко фиксируетс  начальный момент интегрировани , равный tj., во втором цикле - конечный момент интегрировани , также равный ti. На этом процесс измерени  заканчиваетс  и величина индукции магнитного пол  вычисл етс  по формуле

и,)С

SW

B(t) (U| - -.. , где .) - значение индукции в

момент t,

и , Ui - величина регистрируемых сигналов на первом и втором циклах

- посто нна  интегратора}

5w - посто нна  преобразовател .

0 Преимущества предлагаемых способа и устройства заключаютс  в упрощении процесса измерений посредством исключени  операции подстройки дрейфа нул .

Claims (2)

1. Способ измерения мгновенных Значений периодических магнитных полей, заключающийся в преобразовании поля в электрические сиг налы, пропорциональные производной от поля по времени, фиксации переднего фронта сигналов, фиксации момента отсечки сигналов относительно переднего фронта, изменении длительности отсечки и интегрировании отсеченных сигналов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, осуществляют поочередно отсечку передней и задней части .сигналов, отсеченные сигналы интегрируют в течение фиксированного временного интервала, а величину индукции магнитного поля вычисляют по формуле . B(tp = (U_{ - U₂)€ Sw, где Щ - Ug - алгебраическая раз- sg ность регистрируемых сигналов;

£ - постоянная интегрирования} $W - коэффициент преобразования поля.

.^\ XX—

0 ------J--------- е Г~^*\ г-А г-Д п . J ^гг>—------ . Г “1 —¹----⁴— К Фиг.1 t

SU-.1026097

2. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее последовательно соединенные индукционный преобразователь поля, ключ, интегратор и регистрирующий прибор, последовательно соединенные блок фиксации переднего фронта сигналов, и блок задержки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные генератор дополнительной задержки и генератор фиксированного временного интервала, а также два элемента И и триггер, при этом выход блока задержки через первые входы элементов И подсоединен к второму входу генератора фиксированного временного интервала и к входу генератора дополнительной задержки соответственно, выход генератора фиксированного временного интервала и вход триггера связаны с управляющим входом ключа, а выходы триггера подсоеди- | йены к вторым входам элементов И.