11 Изобретение относитс к области магнитных измерений и предназначаетс дл измерений магнитной индукци переменного магнитного пол в широко диапазоне частот с повьшенной точностью . Оно может быть использовано при точечных измерени х магнитной индукции переменного магнитного пол Известны устройства дл измерени индукции переменного магнитного пол содержащие, преобразователь .Холла, источник переменного тока, избирательный усилитель по несущей частоте , фазовый детектор, фильтр и регистрирующее устройство lj , В устройстве дл уменьшени вли ни индукционных наводок со стороны измер емого магнитного пол используетс питание преобразовател Холла от источника переменного тока частота которого выбираетс примерно на пор док выше частоты измер емой магнитной индукции. Однако значительн увеличение частоты тока возбуждени дл повьшени верхней граничной частоты устройства приводит к возникновению вихревых токов в преобразователе Холла, которые дополнительно нагревают преобразователь, и как следстви измен ют его основные характеристики Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс устройство дл измерени индукции переменного магнитного пол , содержащее последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов, преобразователь Холла, широкополосны усилитель, выход которого подключен входам первого и второго ключей. вторые входы котбрых соединены с вторым выходом генератора пр моуголь ных импульсов, сумма гор, выпр мители с фильтрами нижних частот, а также регистратор 2 , Сущность работы устройства по снижению индукционной наводки заклю чаетс в алгебраическом вычитании (компенсации) в сумматоре двух нап р жений; однако Ug- U)( +Uf, , обусловленное суммрй напр жений Холла и напр жени индукционных наводок на преобразователь Холла, другое, обус ловленное только напр жением индукционных наводок на преобразователь Холла Уц, таким образом, известное устройство позвол ет в выходном спг . нале скомпенсировать напр жение индукционных наводок, т.е. обеспечй вает расширение частотного диапазона и увеличение точности. Однако при дальнейшем увеличении частоты по вл етс погрешность недокомпенсации индукционной наводки. Эта погрешность обусловлена наличием фазового сдвига /2 между полезным сигналом и напр жением индукционных наводок и возрастает с увеличением частоты измер емого пол . Цель изобретени - повьш1ение точности измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени индукции переменного магнитного пол , содержащее последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов, преобразователь Холла, широкополосный усилитель, выход -которого подключен к входам первого и второго ключей, вторые входы кото рых соединены с вторым выходом генератора пр моугольных импульсов, а также регистрирующий блок, дополни-, тельно введены счетно-решающий блок, два управл емых блока запоминани , третий ключ и блок задержки, причем первый и второй входы счетно-решающего блока подсоединенысоответственно к выходам первого и второго ключей, первый и второй выходы - соответствен но к входампервого и второго управл емых блоков запоминани , а выходы последних - к третьему и четвертому входам счетно-решающего блока, третий выход которого через третий ключ св зан с входом регистрирующего блока , вторые входы управл емых блоков запоминани соединены с вторым выходом генератора пр моугольньк импульсов непосредственно, а второй вход третьего ключа - через блок задержки. На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства-, на фиг, 2 временные диаграммы. Устройство дл измерени индукции переменного магнитного пол , содержит последовательно соединенные генератор 1 пр моугольных импульсов, преобразователь 2 Холла,широкополосный усилитель 3, выход которого подключен к входам первого и второго ключей 4 и 5, вторые входы которых соединены с вторым, выходом генератора 1 пр моугольных импульсов, .регистрирующий блок 6, счетно-решающий блок 7, первый .и второй управл емые блоки 8 и 9 запоминани , третий ключ 10 и блок 11 задержки, причем первый и второй входы счетно-решающего блока 7 подсоединены соответственно к выходам первого и второго ключей 4 и 5, первый и второй выход соответственно к входам первого и второго управл емых блоков 8 и 9. запоминани , а их выходы - к третье и четвертому входам счетно-решающег блока 7, третий выход которого чере третий ключ 10 св зан с входом регистрирующего блока 6, вторые вхо ды управл емых блоков 8 и 9 запоминани соединены с вторь м выходом генератора 1 пр моугольных импульсо непосредственно, а второй вход третьего ключа 10 - через блок11 задержки, при этом счетно-решающий блок содержит последовательно соединенные первь й выпр митель 12 и первый квадратор 13, второй выпр ми тель 14 и второй квадратор 15, а -также сумматор 16 и блок 17 извлече ни корн квадратного. Устройство работает следующим образом. Преобразователь 2 Холла возбуждаетс пр моугольными импульсами тока (фиг. 2а), поступающими с генератоpa 1 пр моугольных импульсов. Выход . ное напр жение преобразовател 2 Холла усиливаетс широкополосным усилителем 3. В течение времени дей стви импульса тока возбуждени с выхода преобразовател 2 Холла на вход широкополосного усилител 3 поступает напр жение , xmaitV , 5in(21}ii iw;;r Hmax xmax в течение времени действи импульса тока возбуждени нормально закрытый ключ 4 открыт и выходное напр жение широковолосного усилител 3 (Ju Uj (.K - коэффициент усилени усилител ) поступает на вход а счет но-решающего блока 7 (на вход первог выпр мител 12, (фиг. 2 б). Выпр мленное выпр мителем 12 напр жение (фиг. 2 в Ug возводитс в квадрат квадратором 13, т.е. преобразуетс в U| ,Q| + мок через выход счетно-решающего блока 7 поступает на управл емый от генератора 1 блок Напр жение на выходе выпр мител 12 и квадратора 13 присутствует только в моменты времени действи импульса тока управлени преобразователем 2 Холла. Т.е. только в эти моменты времени выходное напр жение квадратора 13 пропорционально возведенному в степень. 2 сигналу, равному сумме напр жений Холла и индукционных наводок . Благодар блоку 8 на его выходе присутствует напр жение. 1). в течение всего периода работы генератора 1 .(фиг. 2 г). Второй ключ 5, управл емьй от генератора 1, в течение вре-: мени действи импульса тока управлени (возбуждени ) закрыт. Во врем отсутстви тока управлени широкополосным усилителем 3 усиливаетс только напр жение индукционных наводок UK Uh mutx ° поступающее с выхода преобразовател 2 Холла ;. (фиг. 2 д) . Усиленное напр жение индукционных наводок U hj К,. Цц через ключ 5 поступает на счетнорешающего блока 7 (на вход второго выпр мител 14). Выпр мленное выпр мителем 14 (фиг. 2 е) напр жение индукционных наводок ин r Hrnqx возводитс в квадрат вторым.квадратором 15, т.е. преобразуетс .в U k II и через выход г . л i счетно-решающего блока 7 поступает на управл емьй от генератора 1 . блок 9. Напр жение на выходе выпр мител 14 и квадратора 15, присутству ет только в моменты отсутстви импульса тока возбуждени преобразовател 2 Холла, т.е. только в эти моменты вр.емени выходное напр жение квадратора 15 пропорционально возведенному в степень 2 сигналу, равному напр жению индукционных наводок. На выходе блока 9 напр жение Uj, присутствует в течение всего периода работы генератора 1 (фиг. 2 ж). Блок 8 привадитс в нулевое состо ние передним фронтом импульса тока генератора 1, а блок 9 - задним фронтом. Выходные напр жени управл емых блоков 8 и 9 поступают соответственно на входы и е счетно-решающего блок 7 (на входы сумматора 16). В сумматоре 16 формируетс разность пр жений, поступающих на его два входа с выходов запоминающих устройств 4 v:-kMu,,,, -xxUx man 1 Из этой разности блоком 17 извлекает с квадратный корень, в результате чего на выходе блока 17 формируетс значение напр жени .k,-Uxmo.. .,i пропорциональное только измер емой магнитной индукции (фиг 2 з). По окончании переходного процесса к выходу ж счетно-решающего блока 7 (к выходу блока 17) третьим ключом 10, управл емьм от генератора 1 пр моугольных импульсов, через блок 11 задержки подключаетс регист рирующий блок .6. Врем задержки блок задержки выбираетс из услови t 5 . где - врем переходног определенное необходимой процесса, с - врем задержки блока точностью; 11 задержки. Регистрирующий блок б подключаетс на вреи И 4 Э (фиг. 2 и). Таким образом, управлени преобразовател 2 Холла генератором пр моугольных импульсов тока позвол получить на выходах подключенных к пшро.кополосному усилителю 3 противофазноуправл емых от генератора 1 клю чей 4 и 5 сигналы, один из которых, пропорционален сумме напр жений инду ционных наводок и напр жени Холла, второй - только напр жению индукционных наводок. Использование счетнорешающего блока 7, имеющего четыре входа и три выхода, двух управл емых блоков 8 и 9 позвол ет осуществить точное вычитание индукционной навод ки с учетом ее фазового сдвига относительно полезного сигнала (напр жени Холла), т.е. повысить точность . Благодар наличию управлени (сброса) блоками 8 и 9 в средстве измерений обеспечиваетс возможность измерени измен ющегос значени индукции переменного магнитного пол Блоки 8 и 9 обеспечивают по вление на входах сумматора 16 одновременно двух сигналов, что необходимо дл рычитани сумматором 16 индукционной наводки из суммарного сигнала. Однак использование обычных неуправл емых запоминающих устройств хот и обеспе . чивает/одновременное: по вление на входах сумматора 16 двух сигналов, но не позвол ет использовать средств
измерений измен ющихс значений маг- 53ного ключа 10 и блока 11 задержки, нитной индукции, что в принципе неподключенных к генератору 1 пр мопригодно дл средств измерений пере-угольных импульсов способствует повыменной магнитной индукции. Быстро-шению точности. 56 действие средств измерений при прочих равных услови х зависит от частоты следовани импульсов тока управле сбрасывающих блоки запоминани и увеличиваетс , с увеличением частоты следований . Подключение ключом 10 5 управл емым через блок 11 задержки от генератора 1 пр моугольных импульсов, регистрирующего блока 6 к выходу блока 17, позвол ет исключить погрешность, вызванную переходными процессами в средстве измерений, т.е. увеличить точность, измерений. Это обусловлено тем, что сигнал на выходе управл емых блоков 8 и 9 устанавливаетс не мгновенно, а через некоторый промежуток времени. Следо-вательно , каждый раз в начальный момент времени - от момента по влени импульса тока управлени , поступающего от генератора 1 пр мЬугольных импульсов, до окончани переходного процесса - в выходном сигнале всех узлов, в том числе блоков 8 и 9 и счетно-решающего блока 7 присутствует ложный сигнал, обусловленный переходным процессом, который может привестик существенной погрешности измерени (к снижению точности) Поэтому на выходе счетно-рещающего блока 7 сигнал пропорционален измер емой магнитной индукции не в течение всего промежутка времени (периода импульсов тока управлени , т.е. периода генератора пр моугольных импульсов), а только после окончани переходного процессаИ , следовательно, непосредственное подключение регистрирующего блока 6 к выходу счетно-решающего блока 7 (к выходу блока 17) приведет к существенному искажению результатов измерений. Поэтому в предлагаемом устройстве ре.гистрирующий блок 6 подключаемс только после окончани переходного процесса, что осуществл етс ключом 10, управл емым от генератора 1 пр моугольных импульсов . через блок 11 задержки. Врем задержки этого блока устанавливаетс равным (или больше) длительности переходного процесса. Таким образом, исключение вли ни переходного процесса на результаты измерений путем введени дополнительТаким образом, предлагаемое устройство благодар использованию включенных указанным образом перёчис -t
cpus.2 ленных узлов, позвол ет повысить точкость измерений индукции переменного магнитного пол .