SU807183A1 - Устройство дл регистрацииОгибАющЕй МАгНиТНОгО шуМА - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОГИБАЮ1ШЙ МАГНИТНОГО №МА первого дифференциатора, формировател  и эвена задержки, выход которого соединен с первым входом триггера, последова-гельно соединенных фильтра, второго дифференциатор и формировател , выход которюго сое динен со вторым входом триггера, при этом вход первогодифференциато соединен с первым входом, а вход фильтра со вторым входом блока управлени , подключенного к выходу триггера, а также подключенных к выходу триггера последовательно сое диненных интегратора и дифференциального усилител . На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2, 3 и 4 временные диаграммы, кото1 ле по сн ют принцип работы. Устройство включает последовательно соединенные блок 1 питани , датчик 2, усилитель 3,. детектор 4, фильтр нижних частот 5 электрически регулнруегнюй частоты среза и бло 6 вьщелени  информативного параметра . Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные управл  емый фазовЕ ащатель 7, сигнальный вход которого подключен к блоку 1 питани , и блок 8 нелинейности, а также блок 9 управлени , выход которого соединен с управл ющим входом фазоврагаател  7, первый вход вместе с упр авл к  1им входом фильтра 5 соединен с выходом блока 8 нелинейности, а второй вход - с выходом детектора 4, Влок 9 управлени выполнен в виде интегратора 10 и дифференциального усилител  11, а также в виде триггера 12, последова тельно соединенных первого дифференциатора 13, фор мцровател  14 и зв на 15 задержки, вьйюд которого соединен с первым входом фриггера 12, а также последовательно соединенных фильтра 16, второго дифференциатора 17 и форвиировател  18, выход которого соединен со вторым входом триггера 12, при этом вход первого дифференциатора 13  вл етс  первым входом, а вход фильтра 16 - вторым входом блока 9 управлени . Устройство работает следугачим образом. Синусоидальный ток, создаваемый источником 1 питани , протека  по первичной обмотке датчика 2, перемагничивают ферромагнитный образец Во вторичной обмотке индуцируютс  импульсы -ЭДС от необратимых изменений намагниченности сердечника, которые усиливалотс  усилителем 3 и д тектируютс  детектором 4. Далее сиг нал сглаживаетс  фильтром 5 и поступает в блок 6 выделени  информа .тивного параметра 6, где измер етс  необходима  хатактеристика огибающе шума. Дл  уменьшени  погрешностей, обусловленных нестационарностью сигнала , необходимо измен ть частоту среза фильтра 5 пропорционально огибающей мгновенной мощности сигнала. Принцип формиЕ овани  управл ющего сигнала на том, что в большинстве практических случаев огибающа  с достаточной точностью описываетс  выражением U Acosol-Bt, где X - целое и равно 2+5. Таким образом, управл ющий сигнал .можно получить путем нелинейного преобразовани  сигнала блока 1 питани . На фиг. 2 показаны следующие сигналы : а) сигнал с блока питани  1; . б) предыду1чий сигнал, нелинейно преобразованный путем возведени  в четвертую степень; в)сигнал с выхода детектора 4; г)огибающа  шума, сн та  дл  наиболее типичных случаев. Как видно, сигналы на фиг. 26 и 2г достаточно одинакова измен ютс  во времени. Значени  уровней сигналов на всех диаграммах отложены в относительных единицах. Помимо формировани  управл ющего сигнала , очевидно, необходимо совместить его по времени со сглаживаемым сигналом. Эти две операции реализованы в устройстве (фиг. 1) с помощью управл емого фазоврагцател  7 и блока 8 нелинейности. Сигнал с блока 1 питани  поступает на вход фазовращател  7 и затем с некоторым фазовым сдвигом на вход блока 8 нелинейности. С блока 8 нелинейности сигнал, близкий по форме к огибанвдей, поступает на управл ющий вход фильтра 5, измен   его частоту среза (в частности, чем больше сигнал, тем меньше частота ереза ). Временный сдвиг между огибаю11ей шума и сигналом с выхода блока 8 нелинейности при фиксированном фазовом сдвиге, вносимом фазовращателем У, зависит как от характеристик образца (коэрцитивна  сила), так. и от режима перемагничивани  (частота и амплитуда перемагничивающего тока). Поэтому необходимо посто нно следить за временным сдвигом сигналов и управл ть величиной фазового сдвига. Эту функцию выполн ет блок 9 управлени . Рассмотрим работу блока управлени . Схема выделени  временного сдвига формирует импульс, длительность которого пропорциональна временному сдвигу между управл ющим и сглаживаемым сигналом. Этот импульс преобразуетс  интегратором 10 в пропорциональный уровень напр жени , которое . в дифференциальном усилителе 11 сравниваетс  с эталонным напр жением Uj, Разность этих напр жений воздействует на управл ющий вход фазовращател  7. Первоначально устанавливают величину эталонного напр жени  так, чтобы совместить сигналы во времени (например с помощью осциллографа ) . В дальнейшем блок 9 управлени  Судет отслеживать любое рассогласование вне зависимости от того , чем оно вызвано.

Принцип работы схемы выделени  временного сдвига по сн етс  временными диаграммами (фиг. 3 и 4). Сигнал с выхода блока 8 ьвлмнейности (фиг. За) поступает на первый дифференциатор 13 и далее на формирователь 14 (фиг. Зб). Выходной импульс с формировател  проходит через звено задержки 15 (фиг. Зв) и далее поступает на вход установки О триггера 12 (фиг. Зг).

Выходной сигнал с детектора 4 (фиг. 4а) поступает на вход фильтра 16. Посто нную времени последнего можно сделать достаточно большой , так как в данном случае погрешность смещени  не играет существенной роли.; Выходной сигнал фильтра 16 (фиг. 46) поступает на. второй дифференциатор 17. В момент перехода выходного сигнала последнего через нуль (фиг. 4в) формирователь 18 вырабатывает импульс, поступающий на вход установки 1 триггера 12 (фиг. 4г). Таким образом, длительность входного сигнала с триггера 12 пропорциональна временному интервалу между экстремумами сигналов плюс врем  задержки звена 15, которо необходимо дл  предотвращени  ложного срабатывани  триггера. Кроме того , при этом улучшаютс  услови  работы последующих элементов (с точки- зрени  точности работы), так как установившемус  режиму соответствует значительное напр жение на выходе интегратора 10.

поскольку с датчика 2 обычно снижаетс  центрированный шумовой сигнал то период нестационарности выходного сигнсша с детектора 4 в два разаменьше периода перемагничивани . Поэтому целесообразно блок 8 нелинейности выполнить в виде устройства возведени  в четную степень (выходной сигнал на фиг. 26), чтобы не увеличивать врем  измерени  в два раза.

Затем блок 1 питани  включает задающий генератор, и регулируемый, усилитель мощности. Целесообразно сигнальный вход- фазовращател  7 подключить задающему генератору блока 1 питани , амплитуда выходного сигнала которого зависит от режима перемагничивани .

Следует заметить, что устройство может использоватьс  при перемагничиваник несинусоидальным током, если между блоком питани  и фазовращателем включить Фильтр нижних частот . Этот вариант целесообразно

примен ть при фиксированной или измен ющейс  в сравнительно узком ди- . апазоне частоте перемагничивани .

Предлагаемое устройст ю дл  регистрации огибающей магнитного шума имеет значительные преимущества перед известными устройствами. Так, по сравнению с устройством, в котором устреднение производитс  на квазистационарных участках,изобретение имеет более простую конструкцию и значительно меньшее врем  измерени , равное половине периода перемагни .чивани . По сравнению с устройствами j основанными на непрерывном усреднении по времени, предлагаемое

5 устройство имеет более высокую точность измерени  параметров огибающей .

Claims (2)

1.Устройство дл  регистрации огибающей магнитного шума, содержащее последовательно соединенные датчик , усилитель, детектор, фильтр нижS них частот и индикатор, о т л и чающее с  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено последовательно соединенными управл емым фазовращателем и

0 блоком нелинейности, а также блоком управлени , выход которого соединен с управл ющим входом фазовращател , управл ющий вход фильтра нижних частот и первый вход блока

5 управлени  соединены с выходом блока нелинейности, а второй вход блока управлени  соединен с выходом детектора.

2.Устройстйо по п. 1, отли0 чающеес  тем, что блок управлени  выполнен в виде триггера, последовательно соединенных первого дифференциатора, формировател 

и звена задержки., выход которого соединен с первым входом триггера,

S последовательно соединенных фильтра , второго дифференциатора и формировател , выход которого соединен с вторым входом триггера, при этом вход первого дифференциатора соеO динен с первым входом, а вход фильтра со вторьам вхрдом блока управлени , подключенного к вьзходу триггера , а также подключенных к выходу триггера последовательно соединен5 ных интегратора и дифференциального усилител .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Эффект Баркгаузена и его исО пользование в технике. Ижевск, ИДНТП, 1977, с. 124.

2.Измерйтельные преобразователи переменного напр жени  в посто нное. Уль новск, 1978, с. 52-53.

5

bUi

Фие.1

УУУУ t

/

УУ А .

..

1

г

УУ л г

Фиг.2

Фи1.

Фиг,.