SU737898A1

SU737898A1 - Ferrometer

Info

Publication number: SU737898A1
Application number: SU782573816A
Authority: SU
Inventors: Герман Сергеевич Кусков; Валерий Георгиевич Антонов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1216
Priority date: 1978-01-30
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1980-05-30

Description

(54) ФЕРРОМЕТР(54) FERROMETER

1one

Изобретение относитс к области Приборостроени и может быть использовано дл измерений магнитных параметров материалов в переменных пол х, jThe invention relates to the field of Instrumentation and can be used to measure the magnetic parameters of materials in alternating fields, j

Известйы феррометры, предназначенные дл автоматического определени параметров петли гистерезиса, состо щие из двух фазочувствительных детекторов , фаэоупраьл ющего устройства, 0 дифференциального усилител , генератора линейно наЁ)астающего напр жени , порогового устройства, ключа, генератора импульсов и счётчика импульсов. Сигнал, пропорциональный индукции в 15 образце, поступает на первый детектор , выход которого подключен к дифференциальному усилителю, на второй вход которого подаетс напр жение с генератора линейно нарастающего на- 20 пр жени . Сигнал с выхода дифференциального усилител поступает на фазоуправл ющее устройство, которое вырабатывает сигнал упсавлени фазовыми дётекторами. Сигнал, пропорций- 25 нальный напр женности пол поступает на второй детектор, выход которого подключен к пороговому устройству, которое управл ет работой электронного ключа, включенного между выходом 30 Lime ferrometers designed to automatically determine the parameters of a hysteresis loop, consisting of two phase-sensitive detectors, a phase-matching device, a differential amplifier, a linear voltage generator, a threshold device, a key, a pulse generator, and a pulse counter. A signal proportional to the induction in sample 15 is fed to the first detector, the output of which is connected to a differential amplifier, to the second input of which voltage is supplied from a linearly increasing voltage generator. The signal from the output of the differential amplifier is fed to a phase-control device, which produces a control signal by phase detectors. The signal is proportional to the 25-voltage field and is fed to a second detector, the output of which is connected to a threshold device that controls the operation of the electronic key connected between output 30

генератора импульсов и входом счетчика импульсов 1.pulse generator and pulse counter 1 input.

Недостатком этих феррометров вл етс oTcjrrcTBHfe заданных режимов индукции или напр женности пол , обусловленное отсутствием источника намагничивающего пол . В св зи .с этим устройство не может быть использовано по назначению без дополнительнйх узлов и практически вл етс не цифровым феррометроМ,а цифровым вольтметре средних значений, в ре-, зультате затруднительно дценить по- . грешность определени параметров петли гастерезисаг можно говорить лишь о точности измерени напр же ний . --- --: The disadvantage of these ferrometers is the oTcjrrcTBHfe of predetermined induction modes or field strength, due to the absence of a source of magnetizing field. Because of this, the device cannot be used for its intended purpose without additional nodes and is practically not a digital ferrometer, but a digital average voltmeter, as a result, it is difficult to evaluate. The error in determining the parameters of the loop of gaseresisag can only be said about the accuracy of measuring stresses. --- -:

Кроме того, невозможность одновременного (а только последовательного ) измерени остаточной индукции и коэрцитивной силы увеличиваетIn addition, the impossibility of simultaneously (and only sequentially) measuring residual induction and coercive force increases

врем йзмёреВййТ Time of Excursion

Известно устройство, состо щее A device is known.

из источника синусоидального намагничиваюШего тЬка, намагничивающей обмотки испытуемого образца, образцовЬго р(, усилител , амплитудных детектороб, схем сравнени , ключевых схем запоминани , измерительйой обмотки, интегратора и измерительиых приборов 2J.from a source of sinusoidal magnetizing, magnetizing winding of the test specimen, sample p (, amplifier, amplitude detector, comparison circuits, key memory circuits, measuring windings, integrator, and measuring instruments 2J.

Недостатками устройства, снижаю- , щими точность и не позвол ющими автоматйэировать процесс измерений вл ютс необходимость ручной установки заданного соотнесени максимальной величиной намагнйчиваюше ( i-- -.--- «v The disadvantages of the device, which reduce the accuracy and do not allow automating the measurement process, are the necessity of manually setting the specified correlation with the maximum value magnetizing (i-- -.--- "

го ПОЛЯ Н и коэрцитивной силы Hg образца, а большинстве нормативных документов на методы контрол магнитных параметров материалов заданы определенные соотношени между и Hf , например, дл ферритов; Н„ 5Н, Априорна уста;новка величины Н„ заведомо мно;го больше f приводит к увеличению потребл емой мощности и о рицательно Сказываетс на стабиль .ности рабочих узлов устройства, то влечет за собой эначительнре увеличение погрешностей измерений отсутствие синусоидального режима ийдукции в образце (в устройстве реализу , ётс режим синусоидального магнитного пол ) увеличивает, погрешность из ме рений из-за наличи высших гармоник; требовани к схемам сравнени :(они должны иметь большое оыстродействйе и малый температурный , и временной дрейф нулевого уровн . :th field and the coercive force Hg of the sample, and most normative documents on methods for controlling the magnetic parameters of materials set certain ratios between and Hf, for example, for ferrites; H 5H, A priori setting; the H value is obviously many; more f leads to an increase in power consumption and negatively affects the stability of the device's working nodes, this entails an increase in measurement errors in the absence of a sinusoidal iduction mode in the sample ( in the device, realiza- tion, ets (the regime of a sinusoidal magnetic field) increases, the error of the measures due to the presence of higher harmonics; requirements for comparison circuits: (they must have a large effect and low temperature and time drift of zero level.:

Цель изобретени - повышение точности и автоматизации гхроцесса измер-ений . ;..... . - The purpose of the invention is to improve the accuracy and automation of measurement process. ; ...... -

Эта цель Достигаетс тем, что в ферромётре, сЬдержащем намагничйвак1йуй обмотку, иэмерительнуго обмОтку индукции, подключенную к каналу измерени индукции, состо щему из последовательно соединённых усилител , интегра.то1за амплитудного и фазового детекторов и индикатора, датчик напр женнсэстй намагничиЕ1ающего пол , .иойкйюченный к входу канала измерени напр :«енн6сти намагничивающего пол , идентичному- каналу измерени . индукции,введены последовательно соедйненныё задающий .генератор, уп- . равл емай делитель напр жени , первый .элемент сравнени и усилитель мощности., а канал iизмерени напр женности пол снабжён дифференцируюйим блоком, регулируемым делителем напр жени и вторым .элементом сравнени ,; причём второй вход первого элемента сравнени подключен к измерительной обмотке индукции, выход , фазс)вогр Детектора канала измерени подключен к yпpaвл ю . тему йходу фазоёого детектора канала измерени напр женности пол , выход которого соединен с входом диффёренцкг ующего блока, а выход амплитудного, детектора кангша напр женности пол подключен к-управл ющему входу фазового детектора канала измерени индукции и к регулируемому делителю напр жени , выход Которого ,подключен к одному из входов второго элемента сравнени , второй вход кото рого соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход - с вторым входом управл емого делител напр жени ,This object is achieved in that ferromotre, sderzhaschem namagnichyvak1yuy winding iemeritelnugo induction winding connected to the measuring channel induction consisting of a series-connected amplifier integra.to1za amplitude and phase detector and an indicator, the sensor voltage zhennsesty namagnichiE1ayuschego floor, to the input .ioykyyuchenny measuring channel eg: “Enhance the magnetizing field, identical to the measuring channel. induction, introduced sequentially connecting master generator, up-. equal voltage divider, first .comparison element and power amplifier., and the field voltage measurement channel is equipped with a differentiating unit, adjustable voltage divider and second .comp. element,; the second input of the first comparison element is connected to the induction measuring winding, output, Faz) Vogr of the Measurement channel detector is connected to the guide. The theme of the phase detector of the channel for measuring the intensity of the field, the output of which is connected to the input of the differential unit, and the output of the amplitude, field strength detector, is connected to the control input of the phase detector of the induction measurement channel and to the adjustable voltage divider whose output is connected to one of the inputs of the second comparison element, the second input of which is connected to the output of the differentiating unit, and the output to the second input of the controlled voltage divider,

. На фиг. 1 изображена функциональн& схема устройства; на фиг. 2, даны эпюры сигналов в различных точках функциональной схемы устройства. Генератор 1 подключен к управл ющему делителю 2. Второй вход делител 2 подключен к выходу элемента сравнени 3, а выход делител подключен к входу эдемента сравнени 4, второй вход которой подключен к обмотке индукции 5 испытуемого образца б. Элемент 4 через делитель 2 и элемент 3 дуодключен к делителю 7. Выход. FIG. 1 shows the function & diagram of the device; in fig. 2, signal plots are given at various points in the functional diagram of the device. Generator 1 is connected to control divider 2. The second input of divider 2 is connected to the output of comparison element 3, and the output of divider is connected to the input of comparison element 4, the second input of which is connected to induction winding 5 of the test sample b. Element 4 through divider 2 and element 3 is connected to divider 7. Output

5 элемента 4 подключен к усилителю5 element 4 is connected to the amplifier

мощности 8, соединенному с намагничивающей об.моткой 9. Обмотка 5 подключена к последовательно соединенным усилителю напр жени 10, интеграто0 РУ 11 амплитудному детектору 12,power 8 connected to the magnetizing winding 9. The winding 5 is connected to the series-connected voltage amplifier 10, integrato0 RU 11 amplitude detector 12,

фазовому детектору 13 и индикатору 14. К выходу детектора 12 подключен ин .дикатор 15. Датчик 16 напр женности пол подключен к последовательноphase detector 13 and the indicator 14. The detector 12 is connected to the output of the detector 15. A voltage detector 16 is connected to the series

соединенным усилителю напр жени 17, интегратору 18, амплитудному детектору 19, фазовому детектору 2СГ7 дифференцирующему блоку 21 и индикатору 22. Выход детектора 13 подключен к управл ющему входу детектора 20, а connected to the voltage amplifier 17, the integrator 18, the amplitude detector 19, the phase detector 2СГ7 differentiating unit 21 and the indicator 22. The output of the detector 13 is connected to the control input of the detector 20, and

0 выход детектора 19 подключен к управл ющему входу детектора 13 и регулируемому де.лителю 7. Выход делител 7 подключен к одному из входов элемента 3, к другаму входу которой подключен выход блока 21.0, the output of the detector 19 is connected to the control input of the detector 13 and the adjustable de-blocker 7. The output of the divider 7 is connected to one of the inputs of the element 3, to the input of which the output of the block 21 is connected.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

Синусоидальное напр жение генератора 1, нарастающее приблизительно по линейному закону, подаетс наThe sinusoidal voltage of the generator 1, increasing approximately linearly, is applied to

делитель 2 и далее на элемент сравне ни 4. На другой вход элемента 4 подаетс сигнал с обмотки индукции 5. На выходе элемента 4 по вл етс разность сигналов, котора усиливаетс divider 2 and further to the element 4 is compared. To the other input of element 4, a signal is fed from the induction winding 5. At the output of element 4, a signal difference appears that is amplified

усилителем 8 и подаетс в намагничивающую обмотку 9. Так как элемент сравнени 4 прёдставл .ет собой дифференциальный усилитель с большимamplifier 8 and is fed to the magnetizing winding 9. Since the reference element 4 is a differential amplifier with a large

коэффициентом усилени , то индукци в образце, а следовательно и сигнал на выходе интегратора 11 будут иметь синусоидальную форму (фиг. 2,а), а напр женность намагничивающего пол gain, the induction in the sample, and therefore the signal at the output of the integrator 11 will have a sinusoidal shape (Fig. 2, a), and the intensity of the magnetizing field

и сигнал на выходе интегратора 18 несинусоидальную (фиг. 2, б).and the signal at the output of the integrator 18 is non-sinusoidal (Fig. 2, b).

Сигнал индукции цосле детектировани на выходе амплитудного детектора 12 (фиг. 1) имеет вид, показанный нафиг. 2, в и его амплитудноеThe induction signal after detection at the output of the amplitude detector 12 (Fig. 1) has the form shown nafig. 2, in and its amplitude

Claims

A value proportional to the maximum induction signal is measured by the indicator 15. The field strength signal after detection has the output of the phase detector 13 shown in FIG. 2, e. This signal is fed to the input of block 13 and the output of this block appears shown in FIG. 2 g. The leading edge of this signal corresponds to the point in time when the field strength is zero, i.e. the instantaneous value of the signal at time t, proportional to the residual induction and measured by indicator 14. The pulses from the output of the detector 13 arrive at the input of the detector 20 and the output of the latter appears in the signal shown in FIG. 2, e. From, it is seen that the rear the pulse front corresponds to the time when the induction in the sample is zero, i.e. the instantaneous value of the field intensity at the time, time t is proportional to the coercive force of the sample. In order for the indications of the indicator 22 not to depend on the fork of a pulse (Fig. 2, e), the pulse is pre-differentiated and only thereafter measured by the indicator 22. In this case, the indicator readings will be proportional only to the instantaneous value of the magnetizing field at the moment when induction is zero and the net will not depend on the pulse shape. . One input of the comparison element is fed from deltstel 2, which is attenuated by h times the signal of the intensity field H and the other input is received by the signal, which is proportional to the sample force, HC. The signal at the output of element 3, which controls divider 2, will change when the equality occurs. In this case, the signal on the output generator 2 will be constant, and the device will establish a dynamic equilibrium mode. To perform measurements using the proposed device, the following operations must be performed. Set the required ratio for the given class of materials between the maximum value of the magnetizing field and the coercive force. To do this, set the divider slider 2 to the desired digitized point. The coercive force, residual and maximum induction are measured. Application of the proposed device to improve measurement accuracy by creating a sinusoidal induction mode at a given ratio of the maximum magnetising field and coercive force to reduce the speed requirements, time and temperature drift of parameters of the NC8 Operative unit to automate the measurement process by automatically setting {for this class of materials) of a given ratio between the maximum value of ns "laggable sex and coercive force. Formula from a ferrite meter containing a magnetizing winding, an induction measuring winding connected to an induction measuring channel consisting of a series of amplifiers, integrators, amplitude and phase detectors, and a voltage detector, a voltage detector, in the case of a voltage detector, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied, a voltage is applied; the sex, identical to the induction measurement channel, is also distinguished by the fact that, in order to increase accuracy and automate the measurement, in addition, Consequently, a master oscillator, controlled by a divisor of the same | Nee, is the first comparison element and a power amplifier, and the field level measurement channel is provided with a differential block, controlled by a voltage divider and a second comparison element, and the second input of the first the element of the comparison is connected to the measuring winding of the induction, the output of the phase detector of the channel is measured: neither induction is connected to the control input of the phase detector of the channel for measuring the voltage field, the output of which is connected to the input of the diff The output unit, and the output of the amplitude detector of the channel of intensity, are connected to the control input of the phase detector of the induction measurement channel and the adjustable voltage divider whose output is connected to one of the inputs of the second reference element, the second input of which is connected to the output of the differentiating unit and the output - with the second input, the controlled one divides the voltage. Sources of information that are taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 497540, cl. G 01 R 33/02, 1975.

2. Instruments for scientific research, 1968, No. 9, pp. 102-104. (puz.

S

737iS98

(Reg. 2

L