SU785810A1 - Устройство дл измерени азимутальной неоднородности магнитного пол - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения азимутальной (суммарной), статической (амплитудной) и фазовой (временной) неод- 5 породностей магнитных полей ускорителей или других установок с синусоидальными полями.

Известно устройство для измерения азимутальной неоднородности маг- Ю нитного поля по основному авт. св.

№ 464860, позволяющее получить информацию о статической и фазовой неоднородностях в виде амплитуд импульсных сигналов [1] . Оно состоит 15 из измерительного датчика, подключенного к последовательно соединенным формирователю остроконечных импульсов, каскаду задержки, формирователю прямоугольных импульсов и ключу, ВЫ- 20 ход которого соединен с индикатором, контрольного датчика, подключенного к одному входу вычитающего блока, к другому входу которого присоединен измерительный датчик, а его выход со-25 единен с вторым входом ключа.

Устройство имеет ряд погрешностей. Во-первых ограниченный динамический диапазон измерений - устройство предназначено для измерений при малых фа-30 зовых сдвигах, когда с достаточной степенью точности можно принять, что s i η *-Р = ^, cos Ч’ = 1 (Ψ = 1 - 3 °) ; при больших фазах резко возрастает погрешность измерения статической неоднородности ώUm, из-за наличия в ней фазовой составляющей (cos^** 1). Во вторых, ограниченные функциональные возможности прибора - он может измерять лишь максимальные значения статической и фазовой неоднородностей, , а значения этих величин в любой момент времени можно получить лишь расчетным путем. Трудно оценить также и флуктуации этил величин. С ростом измеряемой фазы свыше единиц градусов точность измерений резко падает часто до недопустимо значительной величины. Точность измерений снижается также и потому, что измеряются импульсные напряжения. Синусоидальные напряжения, например, при прочих равных условиях можно измерить с большей точностью.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что устройство, содержащее последовательно включенные формирователь остроконеч3

785810 4 ных импульсов, каскад задержки, формирователь стробимпульсов, ключ и индикатор, а также измерительный датчик , подключенный к входу формирователя остроконечных импульсов и входу Ьычитающего блока, к второму входу которого подключен контрольный датчик, снабжен выравнивателем амплитуд сигналов, вторым и третьим вычитающими блоками и переключателем, при этом входы выравнивателя соединены с выходами датчиков, его выход - с входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом контрольного датчика, входы третьего блока вычитания соединены с выходами первого и второго блоков вычитания, „выходы всех блоков вычитания подключены к входам переключателя, а выход последнего соединен с вторым входом ключа.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Измеритель содержит контрольный 1 и измерительный 2 датчики магнитного поля (или источники исследуемых сигналов) , первый вычитающий блок 3, формирователь остроконечных импульсов 4, блок задержки 5, формирователь стробимпульсов 6, ключ 7, индикатор 8, выравниватель амплитуд 9, второй 10- и третий 11 вычитающие блоки и переключатель 12 на три положения.

Принцип действия устройства заключается в следующем.. Пусть опорным по амплитуде будет сигнал с контрольного датчика 1 (1Ц ) , за опорный во времени возьмем сигнал с измерительного датчика 2 (U₂ ) . Подавая эти сигналы на первый вычитающий блок 3, получим на его выходе разностный сигнал

Un =0^ ' -'ί^{5 5} ' ^nU,t;£lJ<rn ' nf со si«)t ”^2-Tb^s *^nuat

Оба сигнала подаются также на вы- . равниватель амплитуд 9, в качестве' которого могут быть использованы, например, следящие системы или иные устройства, выравнивающие сигнал бд. на уровне опорного 1Ц . Подавая затем эти сигналы на второй блок вычитания' 10, получим на его выходе 11=0 - Ц? =U. cos’fs i nu>t +U. s i n^cosiSt κι 1, ’’’Τ' 1m «· U^m s ι n uut

С помощью вычитающего блока 1’1 полу чим

V ^upt W <W^{s! nl0t} '^nuiit Из уравнений видно, что U_Pl содержит синусоидальные составляющие, несущие информацию и о фазовой, и о стати- . ческой неоднородностях; Up_a- информацию только о фазовой неоднородности; Up^- информацию только о статической неоднородности.

Применяя выравниватель 9 и дополнительные вычитающие блоки 10, 11 . (удается получить информацию о статической и фазовой неоднородностях в виде синусоидальных сигналов. Следовательно, непосредственно с помощью (вольтметра, используя переключатель

- 12 и подключая его поочередно к выхо/^э дам блоков вычитания, можно получить/' информацию о суммарной (с блока 3), фазовой (с блока 10) и статической (с блока 11) неоднородностях, т.е. могут быть измерены и мгновенные зна»0 чения этих величин в любой момент времени, что освобождает от необходимости проводить вычислительные работы, при условии, что каскад задержки должен обеспечить возможность 15 плавной регулировки задержки по крайней мере в пределах от&/2до5Г (с небольшим запасом).

Назначение этих блоков следующее. Формирователь 4 формирует остроконеч20 ные импульсы в моменты перехода напряжением 11_д нулевых значений. Это может быть, например, усилитель-ог- . раничитель и дифференцирующая цепь. Блок задержки 5 позволяет задержать сформированный импульс на требуемое время, при этом предусматривается возможность плавной регулировки задержки. В.качестве такого блока может быть использован одновибратор, фантастрон и т.п. формирователь 6 формирует короткий прямоугольный импульс , который управляет работой ключа 7 и позволяет “вырезать из исследуемого сигнала импульс, амплитуда которого несет информацию об 35 измеряемой- неоднородности, а его полярность - о знаке неоднородности..

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к злектроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  азимуталь ной (суммарной), статической (амплитудной ) и фазовой (временной) неоднородностей магнитных полей ускорителей или других установок с синусоидальными пол ми. Известно устройство дл  измерени  азимутальной неоднородности магнитного пол  по основному авт, св. № 464860, позвол ющее получить информацию о статической и фазовой неоднородност к в виде амплитуд импульсных сигналов 1 . Оно состоит из измерительного датчика, подключен ного к последовательно соединенным формирователю остроконечных импульсов , каскаду задержки, формирователю пр моугольньак импульсов и ключу, выход которого соединен с индикатором контрольного датчика, подключенного к одному входу вычитаквдего блока, к другому входу которого присоединен измерительный датчик, а его выход с единен с вторым входом ключа. Устройство имеет р д погрешносте Во-первых ограниченный динамический . диапазон измерений - устройство пре назначено дл  измерений при малых ф зовых сдвигах, когда с достаточной степенью точности можно прин ть, что sin Ч Ч , cos Ч 1 (Ч 1-3°) ; при больших фазах резко возрастает погрешность измерени  статической неоднородности dUm, из-за наличи  в ней фазовой составл ющей ( 1). Во вторых, ограниченные функциональные возможности прибора - он может измер ть лишь максимальные значени  статической и фазовой неоднородностей, , а значени  этих величин в .любой момент времени можно получить лишь расчетным путем. Трудно оценить также и флуктуации этих величин. С ростом измер емой фазы свыше единиц градусов точность измерений резко падает часто до недопустимо значительной величины. Точность измерений снижаетс  также и потому, что измер ютс  импульсные напр жени . Синусоидальные напр жени , например, при прочих равных услови х можно измерить с большей точностью. Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона и повышение точности измерений. Это достигаетс  тем, что устройство , содержащее последовательно вк.пюченные формирователь остроконечных импульсов, каскад задержки, формирователь стробимпульсов, ключ и индикатор, а также измерительный дат чик, подключенный к входу формировател  остроконечных импульсов и входу вычитающего блокгг, к второму входу которого подключен контрольный датчи снабжен выравнивателем амплитуд сигналов , вторым и третьим вычитающими блоками и переключателем, при этом входы выравнивател  соединены с выходами датчиков, его выход - с входом второго блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом контрольного датчика, входы третьего блока вычитани  соединены с выходами первого и второго блоков вычитани , выходы всех блоков вычитани  подключены к входам переключател , а выход последнего соединен с вторым входом ключа. На чертеже представлена функциональна  схема устройства. Измеритель содержит контрольный 1 и измерительный 2 датчики магнитного пол  (или источники исследуемых сигналов ) , первый вычитающий блок 3, фор мирователь остроконечных импульсов 4 блок задержки 5, формирователь строб импульсов б, ключ 7, индикатор 8, вы равниватель амплитуд 9, второй 10- и третий 11 вычитающие блоки и переклю чатель 12 на три положени . Принцип действи  устройства заключаетс  в следующем.. Пусть опорным по амплитуде будет сигнал с контроль ного датчика 1 (U, за опорный во времени возьмем сигнал с измерительного датчика 2 (U-)- Подава  эти сигналы на первый вычитающий блок 3, получим на его выходе разностный сигнал Ur ,j U os4s i nutJtctU. 5 I nf cosidt-Uj sinuot Оба сигнала подаютс  также на вы- равниватель амплитуд 9, в качестве которого могут быть использованы, например, след щие системы или иные устройства, выравнивающие сигнал U. на уровне опорного U . Подава  затем эти сигналы на второй блок вычитани  10, получим на его выходе IL и ,os4s i nvtftiU s i n4cos« t Urns I nuut С помощью вычитающего блока 11 получим f ги- (Ч.« a4 J«. Из уравнений видно, что Up содержит синусоидальные составл ющие, несущие информацию и о фазовой, и о стати- . ческой неоднородност х; Up,- информа цию только о фазовой неоднородности информацию только о статической неоднородности. Примен   выравниватель 9 и дополнительные вычитающие блоки 10, 11 удаетс  получить информацию о статической и фазовой неоднородност х в виде синусоидальных сигналов. Следовательно , непосредственно с помощью вольтметра, использу  переключатель 12 и подключа  его поочередно к выхо/дам блоков вычитани , можно получить информацию о суммарной (с блока 3), фазовой (с блока 10) и статической (с блока 11) неоднородност х, т.е. могут быть измерены и мгновенные значени  этих величин Б любой момент времени, что освобождает от необходимости проводить вычислительные работы , при условии, что каскад задержки должен обеспечить возможность плавной регулировки задержки по крайней мере в пределах (с небольшим запасом). Назначение этих блоков следующее. Формирователь 4 формирует остроконечные импульсы в моменты перехода напр жением Уд нулевых значений. Это может быть, например, усилитель-ог- . раничитель и дифференцирующа  цепь. Блок задержки 5 позвол ет задержать сформированный импульс на требуемое врем , при этом предусматриваетс  возможность плавной регулировки задержки . В качестве такого блока может быть использован одновибратор, фантастрон и т.п. формирователь 6 формирует короткий пр моугольный импульс , который управл ет работой ключа 7 и позвол ет вырезать из исследуемого сигнала импульс, амплитуда которого несет информацию об измер емой, неоднородности, а его пол рность - о знаке неоднородности.. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  азимутальной неоднородности магнитного пол  по авт. с8. 464860, отличающеес  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона и повышени  точности измерений, он снабжен выравнивателем амплитуд сигналов, вторым и третьим вычитающим блоками и переключателем, при этом входы выравнивани  соединены с выходами датчиков, его выход - с входом второго блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом контрольного датчика, входы третьего блока вычитани  соединены с выходами первого и второго блоков вычитани , выходы всех блоков вычитани  подключены к входам перек,шочател , а выход последнего соединен с вторым входом ключа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе ) 1. Авторское свидетельство СССР № 464860, кл. G 01. Р. 25/00, 1975..