SU849116A1 - Устройство дл измерени магнитнойиНдуКции - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к измерению магнитной индукции или напр женности магнитного пол .

Известно устройство дл  измерени  магнитной ивдукции, содержащее корпус, пьезокристалл, прикрепленный жестко к корпусу одним своим концом, электрически соединенный с выходными зажимами генератора возбуждени . Устройство содержит такой измеритель магнитной индукции, вход которого соединен с клеммами измерительной катушки, жестко укрепленным на незакрепленном 5 конце пьезокристалла. В устройстве имеетс  усилитель, детектор и измерительный прибор

Недостатками известного устройства  вл ютс  мала  точность измерений в да св зи с наличием погрешности от изменени  амплитуды механических колебаний пьезокристалла, а также наличие погрешности, вызванной изменением

частоты механических колебаний пьезокристалла .

.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство , которое содержит корпус, пьезокристалл, укрепленный жестко в корпусе одним концом, электрически соединенный с выходными зажимами управ л емого генератора возбуждени , узел ,измерени  магнитной индукции, вход которого соединен с клеммами измерительной катушки, жестко укрепленной на незакрепленном конце пьезокристалла , резистор, посредством которого клемма пьезокристалла соединена с одним из выходных .зажимов управл емого генератора возбуждени  (УГВ). Кроме того, УГВ имеет основной и дополнительный входы, основной вход УГВ через блок управлени  (БУ) соединен со средней точкой резистора и пьезокристалла f 23.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность в св зи с . 3 наличием погрешности, вносимой изменением амплитуды механических колеба ний пьезокристалла. Цель изобретений - повышение точности измерени  амплитуды механических колебаний пьезокристалла, Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  магни ной ивдукции, содержащем корпус, пье зокристалл, укрепленный в корпусе жестко одним концом и электрически соединенный с первым выходом управл емого генератора возбуждени  непос редственно, а со вторым его выходом через резистор, первый вход которого соединен с выходом первого блока управлени , входом соединенного с, ко пусом пьезокристалла. измерительный прибор, соединенный с измерительной катушкой, жестко укрепленной на неза репленном в корпусе конце пьезокристалла , введены индуктивный датчик пе мещени , укрепленный на пьезокристал ле, посто нный магнит KOTdporo укреп лён на корпусе, и второй блок управлени , вход которого соединен с кату кой индуктивного датчика перемещени , а выход - со вторым входом упра л емого генератора возбуждени . На чертеже показана структурна  с ма устройства. Устройство содержит корпус 1, пье зокристалл 2, укре1шенный жестко в корпусе одним концом, электрически с диненный через резистор 3 с выходом управл емого генератора 4 возбуждени содержащего ковденсаторы 5-7, резис торы 8-11, транзисторы 12 и 13. Рези торы и конденсаторы служат дл  обеспечени  режима работы транзисторов. Устройство содержит также катушку 14 нвдуктиЕности генератора, образующег совместно с конденсатором 7 колебательный контур. Транзисторы 12 и 13 совместно с конденсаторами 5 и 6 и резисторами 8-11 собраны по схеме неинвертирующего резистивного усилител  напр жени . К генератору 4 относ тс  резистор 15 и транзистор 16, образующие управл емый усилитель напр жени . Диод 17, конденсатор 18 и резистор обратной св зи 19 образуют схему выпр мител . Основной вход генератора 4 обра- , зован общей точкой конденсатора 7 и катушкой 14 ивдуктивности, базой транзистора 12. Дополнительный вход образован базой транзистора 16. 64 Основной вхсЗд генератора 4 соединен со средней точкой резистора 3 и пьезокристалла 2 через первый блок 20 управлени , состо щий из резистора 21, конденсатора 22 и диода 23, собранных на схеме частотнозависимого выпр мител . Устройство содержит также измерительный прибор 24.. Вход его соединен с измерительной катушкой 25, жестко укрепленной на незакрепленном в корпусе конце пьезокристалла 2. В устройстве имеетс  индуктивный датчик 26, укцепленный на пьезокристалле, посто нный магнит 27 которого укреплен на корпусе 1 устройства , второй блок 28 управлени , содержащий резисторы 29 и 30, конденсатор 31, диод 32, собранные по схеме детектора максимальных значений . Вход блока 28 управлени  соединен с клеммами индуктивного датчика 26, а выход - с дополнительным входом генератора 4. Устройство работает следующим образом . При подаче на схему напр жени  питани  Е в генераторе 4 возникают периодические синусоидальные колебани , которые через разделительйый конденсатор 5 подвод тс  к пьезокристаллу 2, в результате чего последний элемент на основании пр мого пьезоэффекта приводитс  в состо ние периодических механических колебаний. Частота этих колебаний зависит от тока, протекающего через пьезокристалл и резистор 3. Этот ток, протека  по резистору 3, создает на нем падение напр жени , уровень которого определ етс  током при стабильном значении сопротивлени , а следовательно, и частотой механических колебаний. При изменении частоты, например при ее увеличении, ток возрастает, при уменьшении частоты - ток уменьшаетс . Эта закономерность используетс  дл  регулировани  частоты механических колебаний пьезокристалла 2. Дл  этого напр жение, снижаемое с резистора 3, подводитс  к частотнозависимому выпр мителю, собранному на ковденсаторе 22, резисторе 21 и диоде 23. Выходное напр жение этого выпр мител , измен ющеес  пропорционально изменению частоты, поступает на базу транзистора 12, что приводит к изменению его чувствительности, а следовательно и к изменению уровн 

58

выходного напр жени  генератора 4,что в свою очередь приводит к стабилизации частоты колебаний пьезокристалла 2.

Одновременно со стабилизацией частоты осуществл етс  стабилизаци  амплитуды колебаний пьезокристалла. Дл  этого индуктивный датчик 26, жестко прикрепленный.к кристаллу, перемещаетс  в поле посто нного магнита 27, в результате чего в нем наводитс  напр жение пропорциональное амплитуде механических колебаний. Это напр жение выпр мл етс  детектором максимальных значений, собранном на диоде 32, конденсаторе 31 и резисторах 29 и 30. Если амплитуда колебаний уменьшаетс , выходное напр жение выпр мител  также уменьшаетс , при увеличении амплитуды колебаний выходное напр жение выпр мител  возрастает. Это напр жение с выхода выпр мител  .поступает на базу транзистора 16, образующего вместе с резистором 15 управл емь1й делитель напр жени . При изменени х выход ного сигнала выпр мител  измен етс  коэффициент передачи делител , поэтому на его выходе синусоидальное напр жение измен етс  по уровню. После выпр млени  с помощью диода 17 и KQHденсатора 18 посто нное напр жение через резистор 19 подводитс  к пьезокристаллу 2, что способствует стабилизации амплитуды механических колебаний . При этом номинальному, требуёмому значению амплитуды, соответствует конкретное з.начение посто н ного напр жени , снимаемого с выхода выпр мител . При уменьшении амплитуды колебани  посто нное напр жение на выходе выпр мител  и на входе пьезокристалла также уменьшаетс , что приводит к ослаблению демпфирующего действи  посто нного напр жени  за счет ослаблени  пр мого пьезоэффекта.

При возрастании амплитуды колебаний посто нное напр жение на выходе выпр мител  также возрастает, следовательно , увеличиваетс  демпфирова166

ние кристалла за йчет возрастани  пр мого пьезоэффекта и происходит уменьшение амплитуды колеба 1ий до тех пор, пока она не станет равной заданному значению.

Применение изобретени  позвол ет существенно повысить точность измерени  магнитной ийдукции по сравнению с известными устройствами. Погрешность известных устройств составл ет 1,5-2%, предлагаемого устройства - 0,2-а,5%.

Claims (2)

1.Чечурина Е.Н. Приборы дл  измерени  магнитных величин. М,, Энерги , 1969, с. 25.

2.Малов В.В. Пьезорезонансные преобразователи. М., Энерги , 1978, с. 109.