SU419818A1 - Измеритель магнитной индукции - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к области магнитных измерений и может быть использовано дл  прецизионного измерени  квадрата индукции посто нных и медленно мен ющихс  магнитных полей в широком ди алазоне значений индукции .

Известные цифровые измерители магнит}юй индукции, содержащие гальваномагнитный преобразователь, источник переменного тока, преобразователь «напр жение - код, катушку , создающую «пробное поле, с источником посто нного тока, реверсивный счетчик, устройство делени , схему управлени  и цифровое отсчетное устройство, устран ют температурную и временную нестабильность параметров гальваномагнитного преобразовател , параметров элементов схемы и тока питани  прео бразовател , однако в них не могут быть применены гальваномагнитные преобразователи с квадратичной характеристикой.

С целью расширени  функциональных возможностей измерител  путем измерени  квадрата магнитной индукции измеритель снабжен схемой «ИЛИ, схемой «И, линией задержки и переключателем. При этом выход преобразовател  «напр жение - код соединен со входом реверсивного счетчика через схему «ИЛИ, второй вход которой через линию задержки и схему «И подсоединен к выходу преобразовател  «напр жение - код, а второй вход схемы «И подключен к схеме управлени , причем катушка, создающа  «пробное поле, соединена через переключатель с источником посто нного тока, а схема управлени  подсоединена к переключателю.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерител  магнитной индукции, содержащего: гальваномагнитный преобразователь с квадратичной характеристикой 1, источник переменного тока 2, катущка, создающа  «пробное поле 3, переключатель 4, источник стабильного посто нного тока 5, избирательный усилитель 6, фазочувствительный напр митель 7, преобразователь «напр жение - код 8, реверсивный счетчик 9, схему «ИЛИ 10, схему «И 11, линию задержки 12, делительное устройство 13, цифровое отсчетное устройство 14, схему управлени  15.

Работа предлагаемого измерител  квадрата

магнитной индукции происходит следующим образом. Измерение производитс  в три такта коммутации. В нервом такте на гальваномагнитный преобразователь 1, питающийс  от источника переменного тока 2, одновременно

воздействуют два посто нных, совнадающих по направлению магнитных пол : измер емое BN «пробное Впр, создаваемое обмоткой 3, котора  через переключатель 4 питаетс  от источника носто н1 ого тока 5. С выхода гальваномагнитного преобразовател  1 напр жение , пропорциональное квадрату суммы величины магнитных индукций (Б+ Впр), через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный выпр митель 7 поступает на преобразователь «напр жение - код 8. Код с преобразовател  8 в виде последовательности импульсов через схему «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающий в пр мом направлении; при этом счетчик 9 зафиксирует число импульсов, которое будет определ тьс  зависимостью

N, (B + B,,Y(l+-,),

где 5 - удельна  чувствительность к индукции гальваномагнитного преобразовател ;

k - коэффициент передачи схемы; /т-амплитуда тока питани  гальваномагнитного преобразовател ; YS - коэффициент, учитывающий временную и температурную нестабильность измерительной схемы.

Во второй такт коммутации схема управлени  15 через переключатель 4 измен ет направление тока в катушке 3 на противоположное . При этом на гальваномагнитный преобразователь воздействуют два посто нных, противоположно направленных магнитных пол : измер емое В и пробное Вцр. С выхода гальвапомагнитного преобразовател  1 напр жение , пропорциональное квадрату разности величин магнитных индукций (), через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный выпр митель 7 поступает па преобразователь «напр жение код 8. Код с преобразовател  «напр жение - код в виде последовательности импульсов через схему «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающего в пр мом направлении . В результате после второго такта счетчик 9 зафиксирует число импульсов:

N,.N, + S,ykf(B-B,YX X (1 + Ts) (2SlykI B + 2SlykI,A} (1 + т).

В третьем такте коммутации схема управлени  15 выключает источник стабильного посто нного тока 5. Ири этом на гальваномагпитный преобразователь 1 будет действовать только измер емое магнитное поле В. Напр жение гальваномагнитного преобразовател  1, пропорциональное квадрату измер емой магнитной индукции В, через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный усилитель 7 поступает на преобразователь «напр жение- код 8. Код с преобразовател  8 в виде последовательности импульсов через первый вход схемы «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающего теперь в обратном направлении. Изменение нанравлени  счета в реверсивном счетчике 9 осуществл етс  схемой управлени  15, котора  также выдает разрещающий потенциал на схему «И 11. Следовательно, каждый импульс выходного кода преобразовател  8 через схему «И И и линию задержки 12 поступает через второй вход схемы «ИЛИ 10 на вход реверсивного счетчика 9. Таким образом , в счетчике 9 происходит двойное вычитание значени  напр жени , пропорционального квадрату измер емой магнитной индукции В, из значени  напр жени , хран щегос  в счетчике 9. В результате после третьего такта счетчик 9 зафиксирует число импульсов

° Л/з... N, - (1 + -s) - 2SklA (1 +Т5)Одновременно в выходном регистре преобразовател  8 установитс  код, соответствующий числу импульсов

N, . 81уМ„,В (1 + Т5).

Таким образом, после трех тактов измерени  на входы делительного устройства 13 поступают числа с регистра преобразовател  8

0 и счетчика 9. После прихода управл ющего сигнала со схемы управлени  15 делительное устройство 13 соверщает операцию делени  числа в выходном регистре преобразовател  8 из числа в счетчике 9. Результат делени 

5 будет

Л, (1 + Ts ) В

.Sp(l + -fs)

0 Из последнего выражени  видно, что делительное устройство зафиксирует, как результат делени , в виде цифрового статического кода число импульсов, пропорциональное квадрату измер емой магнитной индукции В

5 и независимое после первоначальной калибровки измерител  от удельной чувствительности к индукции гальваномагнитного преобразовател , коэффициента передачи схемы и тока питани  гальваномагнитного преобразовател . Если прин ть значение половины квадрата индукции «пробного пол  Snp за единицу измер емой величины, то цифровым отсчетнылг устройством 14, подключенным к делительному устройству 13, будет индицироватьс  число, равное квадрату В измер емой магнитной индукции.

Предмет изобретени 

0 Измеритель магнитной индукции, содержащий гальваномагнитный преобразователь, источник переменного тока питани  гальваномагнитного преобразовател , дополнительную катушку, в поле которой находитс  гальвано5 магнитный преобразователь, источник посто ппого тока питани  обмотки дополнительной катущки, последовательно соединенные избирательный усилитель, фазочувствительный выпр митель и преобразователь «напр же0 ние - код, а также реверсивный счетчик, делительное устройство, схему управлени  и цифровое отсчетное устройство, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей измерител  путем

измерени  квадрата магнитной индукции, он

снабжен схемой «ИЛИ, схемой «И, линией задержки и переключателем, включенным между источником посто нного тока и дополнительной катушкой, причем выход преобразовател  «напр жение - код соединен с входом реверсивного счетчика через схему

«ИЛИ, второй вход которой через линию задержки н схему «И подсоединен к выходу преобразовател  «напр жение - код, а второй вход схемы «И одновременно подключен к выходу схемы управлени  и к переключателю .