SU1762282A1 - Устройство дл сканировани магнитных полей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области магнитных измерений с помощью феррозондо- вых приборов и может быть использовано в измерительной технике и неразрушающем контроле магнитными методами. Цель изобретени  - снижение порога чувствительности . Устройство содержит последовательно соединенные матрицу 1 чувствительных элементов, включающую N феррозондов, мультиплексор 2, полосовой усилитель 3, квадратурный детектор 4. дифференциальный усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь 6, электронную вычислительную машину 7, первый регистр 8 и цифроанало- говый преобразователь 9, последовательно соединенные второй регистр 10, аттенюатор 11, усилитель 12 мощности и демуль- типлексор 13, а также генератор 14 возбуждени  и счетчик 15. Первый выход генератора 14 подключен к опорному входу детектора 4, а второй выход - к сигнальному входу аттенюатора 11. Вход регистра 10 подключен ко второму выходу ЭВМ 7, третий выход которой подключен ко входу счет- чика 15, выход которого подключен к адресным входам мультиплексора 2 и демультиплексора 13, выходы которого подключены ко входам возбуждени  соответствующих феррозондов матрицы 1. Выход ЦАП 9 подключен ко второму входу дифференциального усилител  5. Предлагаема  совокупность признаков обеспечивает снижение порога чувствительности при измерении распределени  магнитного пол  на поверхности контролируемого образца приблизительно на пор док по сравнению с прототипом. 1 ил л с

Description

Изобретение относитс  к области магнитных измерений с помощью феррозондо- вых приборов и может быть использовано в измерительной технике и неразрушающем контроле магнитными методами.

Цель изобретени  - снижение порога чувствительности.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные матрицу 1 чувствительных элементов, включающую N феррозондов, мультиплексор 2.полосовой усилитель 3. детектор 4, дифференциальный усилитель 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, электронную вычислительную машину (ЭВМ) 7, первый регистр 8 и цифроанало- говый преобразователь (ЦАП) 9. выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилител  5. последовательно соединенные второй регистр 10. вход которого подключен к магистрали ЭВМ 6 аттенюатор 11 усилитель 12 мощности и демультиплексор 13, N выходов которого подключены к соответствующим входам матрицы 1 чувствительных элементов, генеVI о ю ю

00

N3

ратор 14 возбуждени , первый выход которого подключен ко второму входу детектора

4,а второй выход - ко второму входу аттенюатора 11, и счетчик 15, вход которого подключен к магистрали ЭВМ 7, а выход - к адресным входам мультиплексора 2 и де- мультиплексора 13.

Работа устройства начинаетс  с аддитивной коррекции неидентичности элементов матрицы чувствительных элементов. Цель такой коррекции - сформировать в ОЗУ ЭВМ 7 N-мерный массив А, элементы которого а; формировали бы на выходе ЦАП 9 такое напр жение, при котором напр жение на выходе АЦП 6 было бы равно нулю (минимально по модулю) при отсутствии магнитного пол  в зоне матрицы чувствительных элементов. Вначале ЭВМ 7 подключает выход первого феррозонда - матрицы 1 через мультиплексор 2 к измерительному тракту, а его вход возбуждени  - к выходу усилител  12 через демультиплексор 13 (при этом счетчик 19 установлен в нуль, т.е. в исходное состо ние).

Измерительный тракт включает полосовой усилитель 3, настроенный на вторую гармонику частоты возбуждающего напр жени , поступающего с первого выхода генератора 14 возбуждени , квадратурный детектор 4 и дифференциальный усилитель

5.Детектор 4 выполнен квадратурным, а в качестве опорных используютс  два напр жени  удвоенной частоты, сдвинутых но фазе на четверть периода тока возбуждени , вырабатываемого генератором 14 возбуждени .

Демультиплексор 13 переключаетс  синхронно с мультиплексором 16 и служит дл  коммутации обмоток возбуждени  чувствительных элементов 1-1-1-N.

После установки в нуль счетчика 15 ЭВМ 7 заносит в регистр 10 код. соответствующий коэффициенту ослаблени  аттенюатора 11, равному единице, при этом возбуждающее напр жение основной частоты поступает со второго выхода генератора 14 на усилитель 12 и после усилени  - на обмотку возбуждени  элемента 1-1. и реализует задержку, величина которой зависит от частоты возбуждени  элементов 1-1-1-N матрицы 1 и при использовании элементов на пермаллоевых сердечниках (частота возбуждени  10-20 кГц) составл ет, в среднем 0,5 мс, а затем подает на АЦП 6 импульс запуск и ждет от него ответного сигнала конец преобразовани . Получив ответный сигнал, ЭВМ 7 анализирует код, соответствующий входному напр жению АЦП 5, и если он не удовлетвор ет критерию минимума , то в регистр 8 инкрементируетс  единица и процесс, описанный выше, повтор етс . Если код соответствует критерию минимума , то полученный код регистра 8 заноситс  в массив А ОЗУ ЭВМ 7, а соответствующий ему код на выходе АЦП 6 заноситс  в массив ДОЗУ ЭВМ 7. После этого ЭВМ 7 последовательно увеличивает содержимое счетчика 15, подключа  остальные элементы матрицы 7 ко входу измерительного

тракта и производ  описанные выше действи .

После формировани  массивов А и & процесс аддитивной коррекции заканчивают и начинают процесс мультипликативной

коррекции. При этом чувствительные элементы матрицы 1 внос т в образцовое однородное магнитное поле и производ т последовательный опрос чувствительных элементов матрицы 1 при синхронной записи в регистр 8 кодов, хран щихс  в массиве А. Таким образом формируют N-мерный массив отсчетов U. получаемый посредством считывани  кодов с выхода АЦП 6. Затем , не мен   образцового магнитного пол ,

устанавливают коэффициент ослаблени  аттенюатора 11 равным 1,1. При синусоидальной форме волны возбуждени  коэффициенты преобразовани  феррозондов св заны линейной зависимостью с величиной напр женности возбуждающего пол . Изменив коэффициент ослаблени  аттенюатора 11 таким образом, чтобы напр женность магнитного пол  возбуждени  уменьшилась в 1,1 раза, повтор ют вышеописанные действи , в результате чего получают в ОЗУ ЭВМ 7 N-мерный массив U После этого ЭВМ 7 вычисл ет соответствующие коэффициенты g ослаблени  аттенюатора 11 дл  каждого феррозонда пс

формуле

.1((5j)/{Ui-(5i). где gi - i-й элемент массива G; Ui - -v элемент массива U ; Ui - i-й элемент массива U; д - i-й элемент массива А, и рэзмещает их в N-мерный массив G.

Формированием массива G заканчиваетс  процесс мультипликативной коррекции и устройство готово к проведеник

измерений параметров магнитного пол  т.е. к рабочему режиму. В рабочем режиме процесс переключени  элементов матриць 1 происходит аналогично другим режимам однако при этом синхронно с переключени

ем феррозондов матрицы 1 ЭВМ 7 заноси-; в регистр 8 соответствующие коды из мае сива А, а в регистр 10 - соответствующие коды из массива G. В результате получают массив отсчетов В, несущий информацик

об измер емой характеристике магнитного пол .

Claims (1)

1. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позвол ет реализовать мультипликативный способ компенсации неидентичности элементов матрицы 1 и позвол ет отстроитьс  от вли ни  чувствительных элементов матрицы 1 друг на друга, что позвол ет достичь низкой пороговой чувствительности устройства. Формула изобретени  Устройство дл  сканировани  магнитных полей, содержащее счетчик и последовательно соединенные матрицу чувствительных элементов, мультиплексор, полосовой усилитель, детектор, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, электронную вычислительную машину, первый регистр и цифроа- налоговый преобразователь, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилител , причем вход счетчика подключен к второму выходу электронной вычислительной машины, отличающеес  тем, что, с целью снижени  порога чувствительности, в него введены последовательно соединенные второй регистр, аттенюатор, усилитель мощности и демуль- типлексор, а также генератор возбуждени , при этом чувствительные элементы в матрице выполнены в виде феррозондов, а детектор выполнен квадратурным, выход счетчика подключен к адресным входам мультиплексора и демультиплексора, выходы которого подключены к соответствующим входам возбуждени  феррозондов, опорных вход детектора подключен к первому выходу генератора возбуждени , второй выход которого подключен к второму входу аттенюатора, а вход второго регистра подключен к третьему выходу электронной вычислительной машины.