SU1193611A1 - Устройство дл измерени напр женности магнитного пол - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее Первую и вторую компенси- руювше катушки с ферромагнитными сердечниками включенные последовательно-встречно , соединенный параллельно им первый регулируемый резистор , дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к точке соединени  первой и второй компенсирующих катушек, а второй - к входу управлени  первого регулируемого резистора, и генератор пилообразного напр жени , первый выход которого подключен к второму выводу второй компенсирующей катушки, отличающеес  тем, что, с целью повьш1еии  точности измерений , в него введены резистор и пер- вьй блок выборки-хранени , при зтом резистор включен между вторым выS ходом генератора пилообразного на-, пр жени  и первым выводом первой компенсирующей катушки, первый вход первого блока выборки-хранени  подключен к выходу дифференциального усилител , а второй - к первому выводу первой компенсирующей катушки. со 00 о

Description

2. Устройство по п.1, о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  внутреннего пол  ферромагнитных образцо оно снабжено включенными последовательно-встречно третьей и четвертой компенсирующими катушками с ферромагнитными .сердечниками, вторым регулируемым резистором, вторым дифференциальным усилителем, вторым блоком выборки-хранени , четырех- позиционным переключателем и вычислительным блоком, при этом второй регулируемый резистор подключен параллельно третьей и четвертой компенсирующим катушкам, первый вхо второго дифференциального усилител  подключен к точке соединени  третьей и четвертой компенсирующих катушек , а второй - к входу управлени  второго- регулируемого резистора, первьй вход второго блока выборки - хранени  подключен к выходу второго дифференциального усилител , а выход - к входу вычислительного бло- ка, первые вьшоды первой и третьей компенсирующих катушек, вторые выводы второй и четвертой компенсирующих катушек, вторые входы первого и второго блоков выборки-хранени  и второй вход вычислительного блока с выходом первого блока выборки-хранени  соединены соответственно через четырехпозиционныйпереключатель.

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано дл  определени  напр женности магнитного пол  в диапазоне от одного до нескольких тыс ч ампер на сан- тиметр.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  напр женности магнитного пол  за счет использовани  в качестве информационного параметра тока в компенсирующих катушках а также повышение точности измерени  внутреннего пол  ферромагнитных образцов путем устранени  вли ни  на точность измерений конечных размеров преобразовател .

На фиг. 1 представлена структурноэлектрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 первичный преобразователь .

YcTpofvcTHp дл  измерени  напр женности магнитного пол , содержит первую I и вторую 2 компенсирующие катушки с ферромагнитными сердечниками включенные последовательно-встречно, соединенный параллельно им регулиру«мый резистор 3, дифференциальный усилитель 4, первый вход которого подключен к точке соединени  первой 1 и второй 2 компенсирующих катушек, а второй вход к входу управлени  регулируемого резистора 3 и генератор 5 пилообразного напр жени , первый выход которого подключен к второму

вьшоду второй компенсирующей катутки 2. Кроме него введены резистор 6 и блок 7 выборки-хранени | при этом второй резистор 6 включен между вторым выходом генератора 5 пилообразного напр жени  и первым выводом первой компенсирующей катушки 1, первый вход блока 7 выборки- хранени  подключен к выходу дифференциального усилител  4, а второй вход - к первому выводу первой Kotf пенсирующей катушки 1.

Устройство снабжено также включенными последовательно-встречно третьей 8 ичетвертой 9 компенсирующими катушками с ферромагнитными сердечникамиТ вторым регулируемым резистором 10, вторым дифференциальным усилителем И, вторым блоком 12 выборкн-хранени  и вычислительнь блоком 13, при этом второй регулируемый резистор 10 подключен параллельно третьей 8 и четвертой 9 компенсирующим катушкам включенным последовательно-встречно, первый вход второго дифференциального усилител  I1 подключен к точке соединени  третьей и четвертой компенсир5тощих катушек 8 и 9, а второй вход - к входу управлени  второго регулируемого резистора 10, первый вход второго блока 2 выборки-хранени  подключен к выходу второго дифференциального усилител  11, а выход - к входу вычислительного

блока 13, первые выводы первой I и третьей 8 компенсирующих катушекj вторые выводы второй 2 и четвёртой компенсирующих катушек торые входы первого 7 и второго 12 блоков выборки-хранени  и второй вход вычислительного блока 13 с выходом первого блока 7 выборки-хранени  соединены соответственно через четырех- позиционный переключатель 14. Компенсирующие катушки I и 2 и регулируемы резистор 3 соединены по мостовой схе ме 15 (соответственно катушки 8 и 9 и резистор 10 в схему моста 16),

Первичный преобразователь устройства (фиг.2 ) при измерении внутреннего пол  ферромагнитного образца 17 содержит компенсирующие катушки 1, 2 8 и 9 ,расположенные Попарно одна над другой, и устанавливаетс  у одной из поверхностей испытуемого образца 17.

Устройство работает следующим образом .

Пилообразные импульсы напр жени  с генератора 5 создают в катушках 1 и 2 электрического моста 15 магнитные пол  противоположных направлений При зтом в зависимости от пол рности измер емого пол  будет пёремагничи- ватьс  ферромагнитный сердечник в одной из катушек. В момент пвремаг- ничивани  во второй диагонали моста 15 по вл етс  сигнальный импульс, из которого дифференциальный усилитель 4 формирует импульсвыборки, поступающий на управл ющий вход блока 7 выборки-хранени . На основной вход блока 7 подаетс  напр жение с резистора 6. Если величина подстроечного сопротивлени  много больше сум марного сопротивлени  катушек 1 и 2. То напр жение на резисторе 6 пр мо пропорционально току в катушках 1 и 2. Это напр жение фиксируетс  блог ком 7 за врем  выборки, а потом запоминаетс  ( хранитс  ) до следующего управл ющего импульса. Ток в катушках 1 и 2 в момент по влени  сигнала с моста 15 характеризует величину компенсирук цего, а значит и измер емого пол . Пол рность пол  определ етс  на выходе дифференциального усилител  4.

Компенсирующее п,оле в катушках 1 и 2 Н jf в момент по влени  сигнального импульса с моста равно: Н К где К - посто нна 

93611 .

катушки; IRIJ и - мгновенные значени  тока и напр жени  на резисторе 6 в момент компенсации измер емого магнитного пол ; R - величина активного сопротивлени  резистора 6. Таким образом, напр жение Ujj ,фиксируемое блоком 7,  вл етс  информативным параметром, непосредственно характеризующим компенсирующее и,

0 соответственно, измер емое магнитное поле.

При определении внутреннего пол  ферромагнитных образцов (тангенциальной составл ющей напр женности магнитного пол  на поверхности образ5 цов) ошибка, обусловленна  конечными размерами преобразовател , может дос,тигать 20% при измерении напр женности пол  на рассто нии от поверхности 0,25-0,5 мм. Известно,

0 что на некотором рассто нии от поверхности (до 4-5 мм) значение касательной составл ющей магнитного пол  измен етс  линейно. Таким образом,

5 измерив значенне пол  на некоторых заданных рассто ни х а и а, от поверхности образца 17, можно экстрапол цией найти значение пол  на его поверхности. Если на рассто нии а (фиг.2) значение напр женности пол 

0 , а на рассто. нин а - Н, то на поверхности, образца 17 значение пол  HO будет:

0)

I - - Н. - Нл I

Н, 4- аДа V

5

Дл  осуществлени  операции линейной экстрапол ции в предлагаемом устройстве (фиг.Г) с помощью переключател  14 подключаютс  перва  диагональ второго моста 16, основной

0 вход второго блока I2 выборки-хранени  и один из входов вычислительного блока 13. Мост 16, содержащий компенсирующие катушки 8 и 9 с ферро- магнит1и 1ми сердечниками, идентичен

5 мосту 15, причем с помощью катушек I и 2 производитс  измерение.магнитного пол  на рассто нии а от поверхности издели  17 (фиг.2), а с помощью катушек 8 и 9 - На рассто 0 нии л, от той же поверхности. Вычислйтельньй блок 13 выполн ет операции , реализующие формулуCl), т.е. выходным параметром устройства  вл етс  .напр хеиность пол  на поверх5 ности издели  или его внутреннее поле.

/7

Фиг.2

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее Первую и вторую компенсирующие катушки с ферромагнитными сердечниками, включенные последовательно-встречно, соединенный па раллельно им первый регулируемый резистор, дифференциальный усилитель, первый вход которого подключен к точке соединения первой и второй компенсирующих катушек, а второй — к входу управления первого регулируемого резистора, и генератор пилообразного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу второй компенсирующей катушки, отли чающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены резистор и первый блок выборки-хранения, при этом резистор включен между вторым выходом генератора пилообразного на-, пряжения и первым выводом первой компенсирующей катушки, первый вход первого блока выборки—хранения подключен к выходу дифференциального усилителя, а второй — к первому выводу первой компенсирующей катушки.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения внутреннего поля ферромагнитных образцов, оно снабжено включенными последовательно-встречно третьей и четвертой компенсирующими катушками с ферромагнитными .сердечниками, вторым регулируемым резистором, вторым дифференциальным усилителем, вторым блоком выборки-хранения, четырехпозиционным переключателем и вычислительным блоком, при этом второй регулируемый резистор подключен параллельно третьей и четвертой компенсирующим катушкам, первый вход подключен к точке соединения третьей и четвертой компенсирующих катушек, а второй — к входу управления второго- регулируемого резистора, первый вход второго блока выборки — хранения подключен к выходу второго дифференциального усилителя, а выход — к входу вычислительного бло— >ка, первые выводы первой и третьей 'компенсирующих катушек, вторые выводы второй и четвертой компенсирующих катушек, вторые входы первого и второго блоков выборки—хранения и второй вход вычислительного блока с выходом первого блока выборки—хранения соединены соответственно че— второго дифференциального усилителя реэ четырехпозиционныйпереключатель.