(54 ) МИКРОВЕБЕРМЕТР(54) MICROWEBERMETER
Изобретение относитс к измерител ной технике и предназначено дл измерени магнитного потока импульсно-индукционным методом, в частности при проведении контрол характеристик посто нных магнитов. Известны микровеберметры, работаю щие по принципу интегрировани ЭДС, наводимой в измерительной катушке при измерении магнитного потока в ней, измерительна часть которых содержит ключ, интегрируквдую RC-цепь и регистрирующий прнГбор t4 Недостатками подобных микровеберметров вл етс дрейф показаний реги стрирующего прибора вследствие разр да конденсатора интегрирующей RCцепи , нелинейность передаточной функ ции интегрирующей цепи и, как следствие , невысока точность измерений Наиболее.близким по технической сущности к предлагаемому вл етс микровеберметр, содержащий корректирующий запоминающий усилитель, вход которого через ключ соединен с выходом , а выход со входом интегратора, представл ющего собой операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной св зи, компаратор , подключенный к выходу интегратора и генератор опорного напр жени , выход которого подключен ко входу интегратора , а запускающа цепь - к выходу компаратора 23. Недостатком известного микровеберметра вл етс то, что генератор опорного напр жени запускаетс одновременно или спуст некоторое врем наперед заданного врем после срабатывани компаратора. Если входной сигнал Bg имеет недостаточно крутой передний фронт и длительность 6 измен етс в широких пределах, то срабатывание генератора опорного напр жени одновременно или через заданное врем после срабатывани компаратора может вызвать возникновение колебательного процесса в контуре интегратор-компаратор - генератор опорного напр жени , чтоприводит, в свою очередь, к снижению точности результатов измерени . Это происходит изза того, что при малой крутизне нарастани входного сигнала в момент fpaбaтывaнй генератора опорного нап ) жени его входное Напр жение может превысить значение eg,, в результате выходное напр жение интегратора начинает уменьшатьо по абсолютной величине , происходит обратное опрокидывание компаратора и отключение опорного напр жени от входа интегратора. Результирукхций сигнал на входе интег ратора снова мен ет знак, выходное напр жение интегратора начинает увеличиватьс , снова срабатывает компаратор и запускаетс генератор опорно го напр жени , и т.д. Колебательный процесс происходит до тех пор, пока не становитс (по абсолютной величине ) больше опорного напр жени . Увеличение стабильности работымикро веберметра за счет уменьшени величины опорного напр жени или увели чени времени задержки запуска генератора опорного напр жени на величину заведомо большую возможной длительности входного сигнала, привод т к увеличению времени измерени и, следовательно, к увеличению погре ности измерени из-за дрейфа напр же ни интегратора. Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности измерений в широком диапазоне; форм входного сигнала. Указанна цель достигаетс тем, что в микровеберметр, содержащий корректирующий запоминающий усилител вход которого через ключ соединен с выходом интегратора и первым входом компаратора, выход которого подключен ко второму входу ключа и к первому входу генератора опорного напр жени , с подключенным к его выходу отсчетным блоком, а второй выход генератора опорного напр жени через делитель напр жени соединен с измерительной Обмоткой, введены последовательно соединенные с измерител ной обмоткой дифференциальный усилитель , пороговый элемент и логический элемент совпадений, второй вход кото рого соединен с выходом компаратора, выход - со вторым входом генератора опорного напр жени , а второй вход дифференцисьльного усилител - с выхо дом корректирующего эапоминающего усилител . На чертеже изображена схема предл гаемого мйкровеберметра. Мик Язвебёрметр содержит дифференциальный усилитель 1, интегратор 2, компаратор 3, ключ 4, корректирующий э апоминающий усилитель 5,пороговы элемтт 6,логический элемент совпаде ний 7, генератор опорного напр жени 8, отсчетный блок 9, делитель напр ж ни на элементах 10 и 11, измеритель ную обмотку 12. До начала измерени ключ 4 находи с в замкнутом состо нии и на выходе корретирующего запоминающего усилите 5 пбдцерживаетс напр жение, компенсирующее дрейф выходного напр жени интегратора 2. Изменение магнит него потока в измерительной обмотке 12 вызывает по вление на ее зажимах ЭДС, равную где Ч - величина потокосцеплени ; t - текущее врем . Сигнал Bgx поступает на вход дифференциального усилител 1, что приводит к срабатыванию порогового элемента 6, сигнал с выхода которого блокирует логический элемент совпадений 7, запреща запуск генератора 8. Изменение выходного напр жени интегратора 2 вызывает срабатывание компаратора 3, что приводит к запиранию ключа 4, и на выходе корректирующего усилител 5 фиксируетс напр жение, необходимое дл коррекции дрейфа во входной цепи интегратора 2 к моменту прихода Вд.В момент времени t окончани сигнала Врхнапр жение на выходе интегратора V (без учета дрейфа ) VM КдуК, jeg (tydt, (2 ) коэффициент передачи дифференциального усилител ; К, - коэффициент пер.едачи интегратора . При уменьшении входного сигнала происходит обратное опрокидывание порогового элемента 6 и на выходе логического элемента совпадени 7 формируетс перепад напр жени , запускающего генератор опорного напр жени 8. Выходное напр жение генератора 8 имеет пол рность, противоположную пол рнос и в д , поэтому напр жение интегратора начинает уменьшатьс (по абсолютному значению ) и в момент времени tij достигает нулевого уровн . Компаратор 3 формирует сигнал, производ щйй замыкакке клкгаа 4 и отключение напр жени ка аыходе генератора 8. Схема микровеберметра готова к следукнцему циклу измерени . Изменение потокосцеплени аЧ в измерительной катушке определ етс из выражени Vro(ta-t ), (3 ) где Кд - коэффициент передачи делител напр жени на элементе 11 и обмотке 12; выходное напр жение генератора 8. Так как К. вл ютс посто нными величинами, то величина пр мо пропорционёьльна интервалу времени t,},t , которое измер етс отсчетным блоком 9. Погрешность из-за дрейфа напр жени интегратора зависит от общего времени измерени , которое складываетс нэ длительности ц входного сигнала и из времени {1л-t ) интегрировани напр жени генератора 8. Введение новых элементов в схему известного микровеберметра обеспечивает за ержЙУ запуска генератора опорного напр жени на врем , равное длительности входного импульса, что обеспечиваетThe invention relates to a measuring technique and is intended to measure the magnetic flux by a pulse-induction method, in particular when monitoring the characteristics of permanent magnets. Microvebermeters are known that operate on the principle of integrating an emf induced in a measuring coil when measuring magnetic flux in it, the measuring part of which contains a key, an integrated RC circuit, and a recording microconverter t4. RC circuits, non-linearity of the transfer function of the integrating circuit and, as a result, low measurement accuracy. It is a microvebermeter containing a correction storage amplifier, the input of which is connected via a switch to the output, and the output to the input of the integrator, which is an operational amplifier with a capacitor in the negative feedback circuit, a comparator connected to the output of the integrator and a reference voltage generator, the output of which is connected to the input of the integrator, and the triggering circuit is connected to the output of the comparator 23. A disadvantage of the known micro-obermeter is that the reference voltage generator is started simultaneously or some time before the preset time after the comparator is triggered. If the input signal Bg has an insufficiently steep leading edge and the duration 6 varies over a wide range, then the operation of the reference voltage generator simultaneously or at a specified time after the operation of the comparator may cause an oscillatory process to occur in the circuit integrator-comparator — the reference voltage generator that drives in turn, to reduce the accuracy of the measurement results. This is due to the fact that when the input signal rises steeply at the moment of operating the reference voltage generator, its input voltage may exceed the value eg, as a result, the output voltage of the integrator starts decreasing in absolute value, the reverse of the comparator occurs and the reference voltage turns off from the input of the integrator. As a result, the signal at the integrator input changes its sign again, the integrator output voltage starts to increase, the comparator is triggered again and the voltage generator is started, and so on. The oscillatory process occurs until it becomes (in absolute value) more than the reference voltage. Increasing the stability of a microweb by reducing the value of the reference voltage or increasing the delay time of starting the reference voltage generator by a value of a deliberately longer possible input signal duration, leads to an increase in the measurement time and, consequently, an increase in measurement distance due to drift no integrator. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements in a wide range; input forms. This goal is achieved by the fact that a micro-micrometer containing a correcting storage amplifier has a key connected to the integrator output and the first input of a comparator whose output is connected to the second key input and to the first input of the reference voltage generator, with a reference block connected to its output, and the second output of the reference voltage generator is connected to the measuring winding through a voltage divider; a differential amplifier is connected in series with the measuring winding; the second element and the logical element of coincidence, the second input of which is connected to the output of the comparator, the output to the second input of the reference voltage generator, and the second input of the differential amplifier to the output of the corrective e-memory amplifier. The drawing shows a diagram of the proposed micrometer. Mick Yazvebermetr contains a differential amplifier 1, integrator 2, comparator 3, key 4, correction amplifier and amplifier 5, threshold elements 6, logical element of coincidence 7, reference voltage generator 8, reading unit 9, divider voltage on elements 10 and 11, measuring winding 12. Before starting the measurement, the key 4 is in a closed state and the output of the corrective storage force 5 pdconcludes a voltage that compensates for the drift of the output voltage of the integrator 2. The magnet change it flow in the measuring winding 12 causes the appearance of an emf at its terminals equal to where H is the value of the flux linkage; t is the current time. The signal Bgx is fed to the input of differential amplifier 1, which triggers threshold element 6, the signal from whose output blocks the logical element of coincidence 7, prohibits generator 8 from starting. Changing the output voltage of integrator 2 triggers comparator 3, which leads to locking key 4, and at the output of the correction amplifier 5, the voltage necessary to correct the drift in the input circuit of the integrator 2 is fixed to the time of arrival VD. At the time t of the signal termination The voltage at the output of the integrato V V (excluding drift) VM KduK, jeg (tydt, (2) differential amplifier transmission coefficient; K, - integrator transfer coefficient. When the input signal decreases, the reverse element 6 is reversed and a difference is formed at the output of the logic element 7 the voltage that triggers the reference voltage generator 8. The output voltage of the generator 8 has a polarity opposite to the polarity and in d, so the integrator voltage begins to decrease (in absolute value) and at time tij reaches evogo layer. Comparator 3 generates a signal, producing a closure of terminal 4 and disconnecting the voltage to the output of the generator 8. The microwebermeter circuit is ready for the next measurement cycle. The change in flux linkage ac in the measuring coil is determined from the expression Vro (ta-t), (3) where Kd is the voltage transfer coefficient of the voltage divider on the element 11 and the winding 12; the output voltage of the generator is 8. Since K. is a constant value, the value is directly proportional to the time interval t,}, t, which is measured by the reading unit 9. The error due to the voltage drift of the integrator depends on the total measurement time, which is added up to the duration of the input signal duration and from the time (1l-t) of integrating the voltage of the generator 8. Introducing new elements into the circuit of a well-known microbermeter ensures that the starting voltage of the reference voltage generator is equal to the duration of the input voltage and impulse that provides
стабильную работу устройства при произвольной форме входного сигнала, причем амплитуда выходного напр жени генератора 8 не вли ет на устойчивость работы-устройства и может быть выбрана достаточно большой дл сокращени общего времени измерени и, следовав тельно, уменьшени погрешности из-за дрейфа во входной цепи интегратора.stable operation of the device with an arbitrary input signal, the amplitude of the output voltage of the generator 8 does not affect the stability of the device operation and can be chosen large enough to reduce the total measurement time and, consequently, reduce the error due to drift in the input circuit .