SU1448316A2 - Устройство дл измерени напр женности магнитного пол - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  напр женности магнитного пол  на поверхности ферромагнетика при испытани х в переменных , магнитных пол х, например приемосдаточных . Устройство содержит маг- нитопровод 1 с обмоткой 2, размещенной на испытуемом ферромагнетике 3, резисторы 4, 10, 14, 15, двухполюсник 6 с отрицательным сопротивлением, источник 7 посто нного измерительного тока, защищенный от проникновени  переменной составл ющей и состо щий из источника 8 посто нного тока и конденсатора 9, катушку 11 индуктивности , управл емый усилитель 12, усилители 13, 16. При перемагничивании образца испытуемого ферромагнетика 3 на его поверхности создаетс  магнитное напр жение, под действием которого в магнитопроводе 1 создаетс  поток , а на обмотке 2 - напр жение. Регистрирующим прибором 5 на резисторе 4 измер ют величину, пропорциональную напр женности магнитного пол , а переградуировав шкалу прибора непосредственно в единицах напр женности магнитного пол , можно сразу измер ть напр женность с высокой точностью и в широком частотном диапазоне . 1 ил. (Л

Description

4

00 &5

О)

гч

1

Изобретение относитс  к магнитоиз мерительной технике и предназначено дл  измерени  напр женности магнитного пол  на поверхности ферромагне тика при испытани х в переменных магнитных пол х в процессе приемосдаточных испытаний, обработке технологии про.изводства, а также совершенство- ваккк конструкций электрических маши

Цель изобретени  - повьштение точности измерени  напр женности магнитного пол  в широком частотном диапазоне .

На чертеже представлена функциональна  схема-устройства.

Устройство содержит магнитопровод 1 с обмоткой 2, размещенной на испы- туембм 3 ферромагнетике, обмотка 2 подключена к последовательно соединенным первому 4 резистору, параллельно которому подсоединен регистрирующий прибор 5, двухполюснику 6 с отрицательным сопротивлением, источнику 7 посто нного измерительного тока , защищенному от проникновени  rte- ременной составл ющей и состо щему из источника 8 посто нного тока и конденсатора 9, второму резистору 10 и катушке индуктивности 11, вход второго управл емого усилител  12 подключен к первому 4 резистору, а его выход нагружен на двухполюсник 6, ег управл ющий вход соединен с выходом третьего 13 усилител , вход которого подключен к источнику 7 посто н- ного тока, защищенного от проникновени  переменной составл ющей, вход делител , вьтолненного на третьем и четвертом резисторах 14 и 15, подсоединен параллельйр второму резистору 10, выход его соединен последовательно с катушкой индуктивности.11 и подключен к входу первого усилител  16, выход которого .нагружен на второй ре

ЗИСТОР 10, ,

Устройство работает следуюпшм образом .

При перемагничивании образца 3 на е поверхности создаетс  магнитное напр жение и, равное

и

м

Н .1,

где Н - средн   напр женность магнитного пол ;1 1 - рассто ние между полюсами

магнитопровода,

Под действием в магнитопроводе 1 создаетс  поток, а на обмотке 2

где

напр жение, если обеспечить активное сопротивление, а также паразитную реактивность цепи обмотки 2 равное нулю, то ток в обмотке 2 создает магнитодвижущую силу равную и противоположно направленную U , т.е.

м

м

W

5

0

5

Q где

0

0

5

0

5

i - ток в цепи обмотки; W - число витков обмотки, откуда

. и« Н 1.

- W

следовательно, регистрирующим прибором 5 с образцового резистора 4 можно измер ть величину, пропорциональную напр женности магнитного пол , а переградуировав шкалу прибора непосредственно в .единицах напр женности магнитного пол , можно сразу измер ть напр женность с высокой точностью ,

Компенсаци  падени  напр жени  на индуктивности рассеивани  Lg обмотки 2 (она составл ет основную паразитную реактивность) производитс  следующим образом, В электрической цепи обмотки 2 находитс  дополнительна  катушка индуктивности 11 с индуктивностью , пропорциональной индуктивности L обмотки 2 (дл 

g tjwi-iwii ri f. простоты примем их равными по величине), и вто- рой резистор 10, При протекании по цепи/тока i на катушке индуктивности 11 будет падение напр жени , равное по величине падению напр жени  на индуктивности рассе ни  обмотки 2 и таким образом оно удвоитс . На вход усилител  16 подаетс  напр жение с катушки индуктивности 11 и второго резистора 10 через делитель, образованный третьим и четвертым резисторами 14, 15 с коэффициентом делени , равньм отношению величины дополнительной индуктивности катушки 11 к сумме ее и индуктивности рассе ни  обмотки 2 (в данном случае 1:2), а с его выхода оно в противофазе поступает на второй резистор 10, При обеспечении коэффициента передачи усилител  16 к- СО , напр жение на втором резисторе 10 будет компенсировать падение напр жени  на катушке индуктивности 11 и индуктивности Lg рассе ни  в обмотке 2, В общем случае реактивность катушки 11 должна быть.равна суммарной паразитной реактивности всей , например,

последовательно с ней нужно включить конденсатор 9 с емкостью, равной по величине емкости дл  компенсации его реактивности.

Компенсаци  падени  напр жени  на активной составл ющей производитс  следующим образом. Напр жение от протекани  тока по обмотке 2 образцо вого резистора 4 поступает на вход усилител  12 и после усилени  и инвертировани  с его выхода поступает на двухполюсник, при этом по нему протекает -ток, противоположный по фазе току i, создава  падение напр жени , эквивалентное введению в цепь отрицательного резистора. При различ ных коэффициентах передачи усилител  12 суммарное активное сопротивление цепи обмотки 2 может быть положительным , отрицательным и равным нулю, по цепи источника 7 посто нного тока, защищенного, от проникнове- переменной составл ющей, пропускаетс  посто нный ток небольшой величины (на 2-3 пор дка меньше тока:, чтобы не вносить погрешность в измерени , например, ввод  смещение в сердечник 1 и образец 3 и т.п.), падение напр жени  на цепи (выходе источника 7 посто нного измерительного тока пропорционально ее сопротивлению, оно равно нулю в случае равенства суммарного сопротивлени  цепи нулю, в других случа х сигнал с выхода источника 7 посто нного тока поступает на вход усилител  13, ас его выхода на управл ющий вход управл емого усилител  12, при этом измен етс  коэф- фициен- его передачи и восстанавливаетс  сопротивление цепи посто нному току равньм нулю, однако при этом с образцового резистора 4 через усилитель 12) на двухполюсник 6 поступает в противофазе и переменное напр жение, вызванное протеканием тока i, т.е. суммарное сопротивление цепи и току обмотки 2, будет равным нулю.

Усилитель 12 должен обладать большим входным сопротивлением, чтобы не шунтировать образцовый резистор 4 (также, как и усилитель 16), двухполюсник 6 - резистор небольшой величины (Ом-доли), коэффициент передачи усилител  12 и мощность должны быть достаточными, чтобы развить на п том резисторе напр жение, противоположное по фазе и равное по величи

А8316

не на активном сопротивлении стальной части цепи обмотки 2. Источник 7 посто нного измерительного тока может быть вьшолнен в виде обычного источника 8 посто нного тока, последовательно с выходом у которого включен дроссель дл  защиты его выхода от проникновени  переменной состав Q л ющей дл  этой же цепи, а также дл . прохождени  тока источник 7 снабжен конденсатором 9 большой величины, чтобы падение напр жени  на ней от тока i стремилось к нулю( дес тые,

г сотые доли процента Ид) и не вли ло на точность измерений, а также не искажало сигнал управлени  коэффициентом передачи усилител  12. Конденсатор 9 может быть выполнен

2Q встречным включением двух электролитических конденсаторов, что снизит ее габариты.

Усилитель 13, усилитель посто нного тока с большим входным сопротив25 ленив и коэффициентом передачи, дл  снижени  искажени  управл ющего сигнала током может быть вьшолнен интегрирующим . Регулирование коэффициента передачи усилител  12 может,

2Q например, осуществл тьс  включением на его входе управл емого делител  с напр жени , состо щего из двух опто- электронных преобразователей, сос- то пшх из резистора и светодиода, при этом резисторы составл ют делитель , а их светодиоды через разно- пол рные диоды подключены к выходу усилител  13 (оптоэлектронные преобразователи при этом обладают интегрирующим свойством), отрицательный сигнал увеличивает коэффициент делени , положительный уменьшает, другим способом регулирование может осуществл тьс  по дачей смещени  и

т.д. 45

Claims (1)

1. Формулаизобретени  Устройство дл  измерени  напр женности магнитного пол  по авт. св. № 1307411, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности в широком частотном диапазоне, в него введены второй управл емый усилитель, источник посто нного тока , запсищенный от проникновени  пе- ременной составл ющей и третий усилитель , при этом выход второго управл емого усилител  через источник посто нного тока, защищенный от про35

   40

   50

   5 .14483166

   никновени  посто нной составл ющей, тивлением, управл ющий вход второго

   подключен к второму и четвертомууправл емого усилнтел  соединен с

   Пеэисторам и второму выходу усилитевыходом третьего усилител , вход

   л , вход второго управл емого уси-которого подключен параллельно выхолител  подсоединен параллельно пер-ду источника посто нного тока, защивому резистору, а выход нагружен нащенного от проникновени  переменной

   двухполюсник с отрицательным сопро-составл ющей.