SU866513A1 - Устройство дл измерени максимальных значений индукции импульсного магнитного пол - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ИНДУКЦИИ ИМПУЛЬСНОГО А ГНИТНОГО Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано дл  измерени  максимальных значений индукции импульсного магнитного пол , градуировки и поверки индукционных тесламетров импульсного магнитного пол  и тесламет эов на основе гальваномагнитных эффектов, дл  градуировки гальваномагнитных преобразователей, а также дл  аттестации и поверки индуктивных мер импульсного магнитного пол . Известно устройство дл  измерени  максимальных значений индукции импульсного магнитного пол  на основе магнитооптического эф|)екта Фараде , содержащее источник света, измерительный датчик Фараде , анализатор, фотодетектор с нагрузочным резистором и устройство дл  измерени  максимального значени  импульса напр жени  (осциллограф или импульсный вольтметр) D-3. При использовании этого устройства максимальное значение индукции импульсПОЛЯ о магаитного пол  В определ ют по муле max ve, И максимальное значение импульса напр жени  на выходе фотодетектора , В; V - посто нна  Верде измерительного датчика Фараде , град/ /Тл см; Ч - длина измерительного датчика Фараде , см; R - сопротивление нагрузочного резистора фотодетектора, Ом; Q - .сила тока нагрузки фотодетектора при параллельных оптических ос х пол ризатора к аналиЬатора, А. Основным недостатком этого устройст вл етс  больша  погрешность измеремаксимальных значений индукции имьсного магнитного пол . Наиболее близким по технической сущти к предлагаемому  вл етс  устрой8 ство дл  измерени  индукции посто нного магнитного пол , содержащее источник све та, пол5физатор, измерительный датчик Фа раде , анализатор, два фотодетёктора с на грузочными резисторами и устройство индукции разбаланса схемы (гальванометр )С2 Недостатком известного устройства  вл етс  больша  погрешность измерени  максимальных значений индукции импульсного пол , котора  определ етс  всеми со ставл ющими суммарной погрешности аналога и дополнительно погрешностью индикации разбаланса схемы, обусловленной тем, что это устройство не предусмотрено дл  измерени  индукции импульсных магнитных полей. Цель изобретени  - повышение точности измерени  максимальных значений индукции импульсного магнитного пол . Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  максимальных значений индукции импульсного магнитного пол , содержащее оптически св занные между собой источник света, пол ризатор, измерительный датчик Фараце , анализатор и два фотодетектора с нагрузочными резисторами , снабжено генератором пр моугольных импульсов, индукционной обмоткой , подключенной ко входу внешне|Х) запуска генератора пр моугольных импульсов , а также, установленные между анализатором и измерительным датчиком Фараде , меру индукции посто нного магнитного пол  и датчик Фараде  посто нного магнитного пол , расположенный в поле меры, при этом выход генератора пр моугольных импульсов подключен к иыходам фотодетекторов через конденсаторы. На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - возможные формы импульса напр жени , фиксируемого на экране осциллографа при вводе из ;1ерительнога датчика Фараде  в измер емое импульсное магнит ное поле. Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 света, светоделительную пластину 2, зеркало 3, пол ризатор 4, меру 5 индукции посто нного магнитного пол , источник 6 посто нного тока, датчик 7 Фа раде  посто нного магнитного пол , распо ложенный в рабочем объеме меры 5, измерительный датчик 8 Фараде , расположенный в измер емом импульсном попе, анализатор 9, два фотодетектора 1О и 11 с нагрузочными резисторами 12 и 13 соответственно , генератор 14 пр моуголь- гтых импуЛЬГОВ, выход которого подключен 34 к фотодетектору 10 через конденсатор 15, а к фотодетектору 11 - через конденсатор 16,дифференцйальш 1й усилитель 17 с входами 18 и 19, осциллограф 2О и индукционную обмотку 21 дл  запуска генератора 14. Устройство работает следующим образом . Дуч света от источника 1 света дел т . светоделительной пластиной 2 на 2 луча (и и «J), луч а направл ют с помощью зеркала 3 на фотодетектор 1О, луч $ направл ют на фотодетектор 11 через пол ризатор 4, датчик 7 Фараде  посто нного магнитного пол , расположенный в рабочем объеме меры 5, измерительный датчик 8 Фараде , расположенный в измер емом импульсном поле, анализатор 9. В отсутстю1е посто нного и импульсного магнитных полей при работе генератора 14 в режиме внутреннего запуска с нагрузочного рюзистора 12 фотодетектора Ю и с нагрузочного резистора 13 фото1 детектора 11 снимают периодические сигналы пр моугольных импульсов напр жени , которые подают соответственно на входы 18 и 19 дифференциального усилител  17, с помощью которого производ т вычитание этих сигналов иразностный периодический сигнал импульсов пр моугольной формы наблюдают на экране осциллографа 2О. При этом фотодетекторы Юн 11 работают в режиме импульсного питани  от генератора 14 пр моугольных импульсов. Затем измен ют значение сопротивлени  резистора 12 фотодетектора Ю и тем самым измен ют максимальное значение переменного сигнала импульсов пр моугольной формы, поступающехх) на вход 18 дифференциального усилител  17,до тех пор, пока на экране осциллографа зафиксируют нулевой уровень (отсутствие пр моугольным импульсов напр жени  при максимальной чувствительности осциллографа). Включают источник 6 посто нного тока и устанавливают некото- рое значение индукции В посто нного Marvнитного пол  меры 5 индукции и тем самым поворачивают плоскость пол ризации светового луча и в датчике 7 Фараде  посто нного магнитного пол  длиной BQ на угол oL, который описываетс  выражением , 06. ,(1) где Vg - посто нча  Верде материала датчика 7 Фараде  посто нного пол . Затем переключают, генератор 14 в режим внешнего запуска, подают импульсное магнитное поле с максимальным значением индукции В,д , лротивоположное по направлению посто нному, и тем самым поворачивают плоскость пол ризации светового луча а в измерительном датчике 8 Фараде  на угол (з1л причем

,ftn,c, , (2)

где Vj. - посто нна  Верде измерительного датчика 8 Фараде . Дл  датчиков, выполненных из одного и того же материала, посто нные Верде одинаковы , т.е.

Vo V

В момент действи  импульса магнитного пол  сигнал с индукционной обмотки 21 запускает генератор 14 пр моугольных импульсов, который работает в режиме внешнего запуска, и на экране осциллографа 2О фиксируют сигнал от одновременного воздействи  посто нного магнитного пол  меры 5 индукции и противоположного ему по направлению измер емого импульсного пол  на направление плоскости пол ри-2 зации светового луча а соответственно в датчике 7 Фараде  посто нного магнитного пол  и в измерительном датчике 8 Фараде  во врем  действи  импульса генерато- .ра 14.. Форма сигнала, фиксируемого на экране осциллографа в общем случае представлена на фиг. 2 (крива  О). тем измен ют силу тока питани  меры 5 индукции посто нного магнитного пол  до тех пор, пока на экране осциллографа 2О фиксируют импульс, максимальное значение которого совпадает с нулевым уровнем. При этом измен ют силу тока питани  меры 5 индукции посто нного маг нитного пол . Форма сигнала, фиксируема  на экране осциллографа 2О в этом случае, представ лена на фиг. 2 (крива  S), В момент совпадени , максимального значени  импульса с нулевым уровнем угол поворота плоскости пол ризации све та в посто нном магнитном поле с индукцией Во в датчике 7 Фараде  длиной Со равен по абсолютному значению углу пово рота плоскости пол ризации света в им . пульсном магнитном поле с максимальным значением индукции в измерительном датчике 8 Фараде  длиной Ви|Т.е. , (3)

где V - посто нна  Верде датчиков 7 и 8 Фараде , откуда

ft - ft iSтпах оСи

(4)

В -fcl (5) mtjy-

где К - посто нна  Mejfti индукции посто нного магнитного пол , ТЛ/А

J - сила тока питани  меры индукции посто нного магнитного пол , измеренна  в момент совпадени  максимального значени импульса нулевым уровнем на экрйне осциллографа 20. ,Вд,1 к измерив вычисл ют максимальное значение индукции импульсного пол  по формуле (5).

Наибольшую точность измерени  им пульсного пол  с помошью устройства достигают при установке пол ризатора 4 и анализатора 9 так, чтобы их оптические оси были направлень - ДРУГ к другу под углом 45, поскольку в этом случае обеспечивают наибольшую чувствительность устройства. Таким образом, по сравнению с известными устрюйствами (о (5-1О)%) использование предлагаемогхэ устройства позвол ет повысить точность измерени  максимальных значений индукции импульсного магнитного пол  минимум в 1О раз. Устройство может найти широкое при „ „„ измерении индукции; импульс магнитного пол  от дес тых долей до единиц тесла и в частотном-от О до ЗО МГц с погрешностью, не превышающей +0,5% дл  поверки широкодиапазонных тесламетров импульсного магнитного пол  на основе индукционных и гальваиомагнитных эффектов, дл  градуировки гальваномагнитных преобразователей, используемых в тесламетрах как посто нного, так и импульсного магнитных полей, а также дл  аттестации и поверки индуктивных мер импульсного магаитного пол . Фор м.у ла изобретени  Устройство дл  измерени  максимальных значений 1Й1дукции импульсного магнитного пол , содержащее оптически св занные между собой источник света, пол ртзатор , измерительный Фараде , анализатор и два фотодетектора с нагру зонными резисторами, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности иэмереки , оно снабжено генерато- ром пр моугольных имщльсов, индукциейной обмоткой, подключенной ко входу внещнего запуска генератора пр моугольных импульсов, а также, установленные ме аду 5 Oir л fTMi аЯА/ЧГЧУ Ь л rx TXTlft fj ntrfftf rwr rm л анализатором и измерительным датчиком Фараде , меру индукции посто нного магнитного пол  и датчик Фараде  посто нного магнитного пол , расположенный в поле меры, при этом выход генератора пр - ю моугольны-х импульсов подключен к выходам фотодетекторов через конденсаторы, 8665 138 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе l.Tolp.Tournafc о AppC.. V. 7, NQ 10, 0& 1968.Meoisurenients of Puiesea -Oiven ana Mcicfneiic ШЗ Ъу ttie .. : e , Faraaaj E iecrk H.Toi4/arei ,е.-1225. 2. Гончаренкс А. Н. и Ягола Г. К. Применени  магнитооптического эффекта Фараде  дл  измерени  магнитной индукции сильных магнитных полей. - Измерительна  техника , 1974, № 2, с. 54-56.

Л

Р

Claims (1)

1. Фор м.у ла изобретения

   Устройство для измерения максимальных значений Индукции импульсного магнитного поля, содержащее оптически связанные между собой источник света, поля< ризатор, измерительный датчик Фарадея, анализатор и два фотодетектора с негру эочными резисторами .отличающееся тем, что, с целью повышения точ— ⁷ 866513 ности измерения, оно снабжено генератоР°м прямоугольных импульсов, индукционной обмоткой, подключенной ко входу внешнего запуска генератора прямоугольных импульсов, а также, установленные между анализатором и измерительным датчиком Фарадея, меру индукции постоянного магнитного поля и датчик Фарадея постоянного магнитного поля, расположенный в поле меры, при этом выход генератора пря- , моугольны-х импульсов подключен к выходам фотодетекторов через конденсаторы.