Claims (2)
Изобретение относитс к магнитоме трии и может быть использовано .дл измерени и автоматической записи :уммарной (азимутальной) , фазовой (временной) и статической (амплитуд .ной) неоднородностей синусоидальных. магнитных полей ускорителей илн установок с электромагнитами. Устройство может быть использовано также в других област х науки и техники , когда необходимо измер ть малые фазы между сигналами или отклонение амплитуды сигнала от номинала например в токовихревых и электрсшаг нитнь1Х методах контрол изделий. Известны измерители неоднородностей магнитного пол ,содержгшще два датчика,св занные с последовательно соединенными интегратором, усилителем и индикатором 1. Однако эти измерители не обеспечивают достаточно высокую точность, ; Наиболее близким Ik предлагаемому вл етс .дифференциальное устройств дл измерени фазовой и статической иеоднородностей магнитного пол , содержгицее два датчика пол , один из которых подключен к входам фазометр первого и второго блоков вычитани другой - ко входам первого блока вы читани , фазовращател и через первый переключатель ко второму входу фазо- метра, сумматор и третий блок вычитани , первые входы которых соединены с выходом первого блока вычитани , а вторые - с выходом второго блока вычитани , а их выходы и выход первого блока вычитани через второй переключатель соединены с индикатором, при этом выход фазовращател соединен со вторым входом второго блока вйчитани и через первый переключатель - со вторым входом фазометра 2. Однако это устройство относительно сложно и не обеспечивает достаточно высокую точность измерений, так как необходимо измер ть очень малую фазу Ч и ее знак, затем с помощью фазовращател осуществить сдвиг сигнала на 2Sf,т.е. получить фазу с противопо .лох-ным знаком,а малые фазы измер ютс обычно с весьма невысокой точностью. Цель изобретени - упрощение устройства и повышение точности измерений . Эта цель достигатес тем, что в дифференциальном измерителе неоднородностей синусоидального магнитного пол , содержгищем контрольный и измерительный датчики, подключенные ко входам первого блока вычитани , фазометр первый и второй входы которого, через первый переключатель соединены соответственно с выходами контрольного датчика и фазовращател , индикатор, соединенный через второй переключатель с выходами второго блока вычитани и сумматора, первые входы которых св заны с выходом первого блока вычитани , выход первого блока вычитани соединен через первый переключатель со вторым входом фазометра, через вто рой переключатель - с индикатором и непосредственно св зан со входом фазовращател , выход которого подключен ко вторым входам сумматора и второго блока вычитани , На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого устройст ва. Устройство содержит контрольный 1 и измерительный 2 датчики, подключен вые ко входам первого блока вычитани 3, фазометр 4, первый и второй входы которого через первый переключатель 5 соединены соответственно с выходами контрольного датчика 1 и фазовращател б, индикатор 7, соединенный через второй переключатель 8 с выход ми второго блоке, вычитани 9 и сумма тора 10 и выходом первого блока вычитани 3, св занным в свою очередь через первый переключатель 5 со вторым входом фазометра 4 и входомфазо вращател б/ выход которого подключе ко вторым входам сумматора 10 и второго блока вычитани 9 , Устройство.работает следующим образом . При наличии в поле фазовой- неодно родности между сигналами с контрольн го 1 (UQ) и измерительного 2, (l/x) датчиков имеетс сдвиг по фазе 1 f, достигающий 1-2°, т.е. можно с большой точностью допустить, чтоsii f:: Ч, COSM T. При вычитании одного сигнала из другого получаетс разностный син соидальный сигнал (ft;t±y) -AU S r uyt±UQ J CJ3SJUt, (); r.ii.eSroirct - fj- (й)-Фаза разностного си нала, знак которой определ етс знаком при фазе ± , uUoj, СЗ)-разность амплитуд сигналов,т.е.статич . ека неоднородность ир„-Чй.и {иопт(.4 амплитуда разностно .го сигнала. В уравнении (1) разностный сигнал представлен математически в виде сум глм (разности) 2-х сигналов, кототме и представл ют собой статическую (синусоидальную составл ющую)- и фазо вую (косинусоидс1льн ую составл ющую) неоднородности, которые могут быть выделены из разностного сигнала в овальном случае. Из (1) следует, что (t,sat fможет ежать в пределах (знак предел етс знаком при ), ак как при-Р 0 и наличии , ридЦ и наличии ±4 рид.и и наличии - 1 90, ри наличии 1- и д U , фаза V занимат промежуточное положение и при Т.е. изменение в пределах 1-2 оказываетс усиленным в дес тки раз при изменении Лазы у . Если неоднородностей нет, т.е. AUyntiO) , то нет разностного сигнала , а, следовательно, нет фазы V и фазометр будет показывать нуль. Последовательность операций при работе с устройством следующа . Переключатель 5 устанавливаетс в левое положение, измер етс величина и знак фазы у ,котора дает информацию о велим.ине и знаке Ч . Поскольку фаза оказалась усиленной в дес тки раз, то она может быть изменена почти в такое же количество раз. Пусть оказалось , что фаза У была со знаком Up AU SmuJt-U ifcosuut. Затем с помо1м.ью фазовращател 4 разностный сигнал сдвигаетс на величину -Н, т.е. на ту ке величину, но с противоположным знаком, что контролируем фазометром, поставив переключатель 5 в правое положение. Тогда с выхода фазовращател снимаетс сигнал Jp uU Smuot+Up Mcos uyt (6) Сложение и вычитание сигналов Ир и Up дает а t7) R P P 2 Ujj Ч oosifiJt u cosuDt (e) Таким образом, сигнал f представл ет собой в чистом виде удвоенное значение абсолютной величины статической неоднородности, а сигнал UR - удвоенное значение напр жени , пропорционального фазовой неоднородности . Индикатором 7, например ламповым вольтметром, обе неоднородности могут быть поочередно измерены с помощью переключател 8. Индикатор 7 может быть подключен и к выходу блока Э дл определени в случае необходимости суммарной неоднородности. Преимущества предложенного измерител состо т в том, что он проще известного , так как содержит меньше каскадов (устранеь один из блоков вычитани ), точность измерений значительно возрастает, так как измер етс усиленна в несколько раз фаза, что равносильно такому же повышению точности. Прелстг рление фазы и отклонени Сигнала в виде синусоидальных сигнало позвол ет использовать предложенное устройство и дл изм-трени флуктуации этих параметров,так как инерционность схемы мала, Формула изобретени Дифференциальный измеритель неоднородчостей синусоидального магнитного пол , содержащий контрольный и измерительный датчик, подключенные ко входам первого блока вычитани , фазометр , первый и второй входы которого через первый пепеключатель соединены соответственно с выходами контрольного датчика и фазоврашател , индикатор , соединенный через второй переключатель с выхо.г.ами второго блока вычитани и сумматора, первые входы которых св заны с выходом перрого блока вычитани , отличаю щи йс тем, что, с целью упрощени и повьичени точности измерений, выход первого блока вычитани соединен через первый переключатель ее вюры-М входом фазометра, через второй пере лючатель - с индикатором и непосредственно св зан со входом фазовращател , выход которого подключен ко вторым входам сумматора и второго блока вычитани , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Афанасьев Ю.В. и др. Магнито-. метрические преобразователи, приборы, установки. Энерги , 1972, с. 220221 . The invention relates to magnetometry and can be used for measurement and automatic recording: dummy (azimuth), phase (time) and static (amplitudes.) Sinusoidal inhomogeneities. magnetic fields of accelerators or installations with electromagnets. The device can also be used in other areas of science and technology when it is necessary to measure small phases between signals or deviation of the signal amplitude from the nominal value, for example, in current-vortex and electrically controlled methods of control products. Meter inhomogeneities of the magnetic field are known, containing two sensors, associated with series-connected integrator, amplifier and indicator 1. However, these meters do not provide a sufficiently high accuracy; The closest Ik proposed is a differential device for measuring phase and static heterogeneities of the magnetic field, containing two field sensors, one of which is connected to the inputs of the phase meter of the first and second readout blocks, the other to the inputs of the first reading unit, phase shifter and through the first switch the second input of the phase meter, the adder and the third subtraction unit, the first inputs of which are connected to the output of the first subtraction unit, and the second to the output of the second subtraction unit, and their outputs and output of the first block After the second switch is connected to the indicator, the output of the phase shifter is connected to the second input of the second readout unit and through the first switch to the second input of the phase meter 2. However, this device is relatively complicated and does not provide a sufficiently high accuracy of measurements, as it is necessary to measure a small phase H and its sign, then using a phase shifter to shift the signal by 2Sf, i.e. get a phase with a counter-negative sign, and small phases are usually measured with a very low accuracy. The purpose of the invention is to simplify the device and improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in the differential inhomogeneity meter of a sinusoidal magnetic field, containing the control and measuring sensors connected to the inputs of the first subtraction unit, the phase meter, the first and second inputs of which, through the first switch are connected to the outputs of the control sensor and phase shifter, respectively, connected through the second switch with the outputs of the second subtraction unit and the adder, the first inputs of which are connected with the output of the first subtraction unit, the output of the first subtraction unit It is connected via the first switch to the second input of the phase meter, through the second switch to the indicator and directly connected to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the second inputs of the adder and the second subtraction unit. The drawing shows the functional diagram of the proposed device. The device contains control 1 and measuring 2 sensors connected to the inputs of the first subtraction unit 3, phase meter 4, the first and second inputs of which through the first switch 5 are connected respectively to the outputs of the control sensor 1 and phase shifter b, indicator 7 connected through the second switch 8 s the outputs of the second block, subtraction 9 and the sum of the torus 10 and the output of the first block of subtraction 3, connected in turn through the first switch 5 with the second input of the phase meter 4 and the phase of the rotator b / output of which is connected to the second input give the adder 10 and the second subtracting unit 9, Ustroystvo.rabotaet follows. If there is a phase-inhomogeneity in the field between signals from control 1 (UQ) and measuring 2, (l / x) sensors, there is a phase shift of 1 f, reaching 1-2 °, i.e. it is possible to assume with great precision that sii f :: H, COSM T. When subtracting one signal from another, the difference synoidal signal (ft; t ± y) -AU S r uyt ± UQ J CJ3SJUt, (); r.ii.eSroirct - fj- (d) -phase of a difference signal, the sign of which is determined by the sign at the phase ±, uUoj, С3) -the difference of the amplitudes of the signals, i.e. static. In this case, the heterogeneity of the ir ' -ChI and {iopt (.4 amplitude of the difference signal of the signal. In equation (1), the difference signal is presented mathematically as a sum of two signals (2)), and they are static (sinusoidal ) - and phase (cosine component) heterogeneity, which can be separated from the difference signal in the oval case. From (1) it follows that (t, sat f can be set within (limits sign with a sign at), ak as at -P 0 and availability, readC and availability ± 4 readings and availability - 1 90, if there is 1 - and d U, phase V is occupied by the daily position is also at Ie. A change in the range of 1-2 turns out to be amplified tenfold when the Laze changes V. If there are no discontinuities, i.e. AUyntiO), then there is no difference signal, and therefore there is no phase V and phase meter will indicate zero. The sequence of operations when working with the device is as follows: Switch 5 is set to the left position, the magnitude and sign of the phase y is measured, which gives information about the mode and the sign H. Since the phase was strengthened tenfold, it can be changed almost the same number of times. Suppose that it turned out that the phase U had the sign Up AU SmuJt-U ifcosuut. Then, with the help of phase shifter 4, the difference signal is shifted by the value of -H, i.e. at the same magnitude, but with the opposite sign that we control the phase meter, by placing switch 5 in the right position. Then the signal Jp uU Smuot + Up Mcos uyt (6) is removed from the output of the phase shifter. Adding and subtracting the signals Ir and Up gives a t7) RPP 2 Ujj os oosifiJt u cosuDt (e) Thus, the signal f is in its pure form twice the value the absolute value of the static inhomogeneity, and the signal UR is twice the value of the voltage proportional to the phase inhomogeneity. Indicator 7, for example, a lamp voltmeter, both inhomogeneities can be alternately measured using switch 8. Indicator 7 can also be connected to the output of block E to determine, if necessary, the total inhomogeneity. The advantages of the proposed meter are that it is simpler than the known one, since it contains fewer cascades (eliminating one of the subtraction blocks), the measurement accuracy increases significantly, as the amplified phase is measured several times, which is equivalent to the same increase in accuracy. Prelgging the phase and deviation of the Signal in the form of a sinusoidal signal allows the proposed device to be used to measure the fluctuations of these parameters, since the inertia of the circuit is small. the subtraction phase meter, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the control sensor and the phase array, respectively, through the first pee switch, and The indicator connected via the second switch to the outputs of the second subtraction unit and the adder, the first inputs of which are connected to the output of the first subtraction unit, is distinguished by the fact that, for the purpose of simplification and accuracy of measurements, the output of the first subtraction unit is connected through the first switch of its vyury-M input of the phase meter, through the second switch with the indicator and directly connected to the input of the phase shifter, the output of which is connected to the second inputs of the adder and the second subtraction unit, Sources of information taken in understanding during examination 1.Afanasyev Yu.V. and others. Magneto. metric converters, devices, installations. Energy, 1972, p. 220221.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2461512, 05.03.77 (прототип).2. Authors certificate of the USSR by the application 2461512, 05.03.77 (prototype).