Claims (1)
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и, в частности к преобразовател м типа магнитна индукци -частота. Известен преобразователь магнитна индукци -частота, содержащий каскадно соединенные фильтр нижних частот, управл емый генератор дл воздействи на него измер емой магни ной индукции, смеситель, выход которого соединен с выходом устройства, генератор опорной частоты с выходом, соединенным со вторым входом смесите л , выпр митель положительного полупериода напр жени и шину питани посто нным напр жением Q3 Однако с помощью этого преобразов тел невозможно достигнуть нужной точности, 4to объ сн етс разными услови ми эксплуатации сердечника, различием параметров и подверженностью сердечников трансформатора изменени м состо ни под действием измер емого магнитного пол . Цель изобретени - повышение точности преобразовани . Указанна цель достигаетс тем, что в Преобразователь мапнитной индукции в частоту, содержащий последовательно соединенные фильтр нижних частот, управл емый генератор и смеситель, выход которого соединен с выходом устройства, генератор опорной частоты, выход которого соединен со вторым входом смесител , а также выпр митель положительного полупериода напр жени , введены выпр ми тель отрицательного полупериода напр жений и сумматор, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а входы - с выходами обоих выпр мителей, входы которых соединены с выходами управл емого генератора . На фиг. 1 представлена принципиальна схема устройства; на фиг.2временные диаграммы работы устройства . Устройство содержит фильтр t нижних частот 5 состо щий из резистора 2, параллельно соединенного с ним конденсатора 3( управл емый генераторi, выполненный на основе схемы магнитополупроводникового генератора Роера, собранный на транзисторах 5 и 6 обмотках 7s 8, 9 и 10 трансформатора, в качестве которого используетс феррозонд с одним или двум сердеч- . никами 11 и 12, смеситель 13. Генератор опорной частоты Н выполнен аналогично управл емому генератору t. , Выпр мители положительного и отрицательного полупериодов напр жени 15 и 16 выполнены в виде диодов 17 и 18 и соединенных с ними конденсато ров 19 и 20, а сумматор 21 выполнен на операционном усилителе 22. Устройство работает следующим образом. При наличии одиночного замкнутого или разомкнутого сердечника, внешнее магнитное поле приводит к по влению широтно-импульсной модул ции колебани генератора k при неизменной частоте; то есть по преобразованию (магнитное поле - интервал времени). При включении напр жений питани схе мы в силу неодинаковости характеристик транзисторов 5 и 6 ток коллектора одного из них, например, 6, окзгьзаетс больше, чем ток другого. Тогда напр жение, наводимое в первичной обмотке 7 трансформатора буД ..5Т сгюсобствовать увеличению тока трана:-- стора б и уменьшению тока тран зкстооа 5, что вызовет по вление на базовых (первичных)обмотках трансфор маторов соответственно открывающего i-i 3 ; пирающего напр жени . Это приводит к дальнейшему росту тока транзис тора 6 и уменьшению тока транзистора 5, в результате транзистор 6 полностью открываетс , а транзистор 5 закрываетс , благодар чему происходит насыщение и отсечка соответствен ное, За врем , в течение которого тра зистор 6 находитс в режиме насыщени происходит перемагничивание сер дечника 11 трансформатора из состо В состо ние + В, S индукци , соответствующа насыщению сердечника, при этом на обмотке 7 трансформатора индукцируетс ЭДС, благодар которой происходит перемагннмизание сердечника трансформатора в противоположном направлении. 8 4 При достижении сердечником 12 состо ни + В5 ЭДС, наводима в базовой (первичной) обмотке резко падает. Ток транзистора 6 уменьшаетс . ЭДС наводима в первичной обмотке трансформатора , также начинает уменьшатьс , способству дальнейшему уменьшению тока транзистора 6 и увеличению тока транзистора 5. 8 результате лавинообразного процесса, транзистор 6 закрываетс , а транзистор 5 открываетс , что приводит к изменению направлений перемагничивани сердечников 11 и 12 трансформаторов. Далее процессы в схеме повтор ютс . Действие измер емого магнитного пол приводит К уменьшению времени перемагничивани сердечников 11 и 12, таким образом происходит увеличение рабочей частоты преобразовател . При изменении значени индукции измер емого магнитного пол , изменитс частота выходного сигнала управл емого генератора k и одновременно с этим произойдет смещение нулей линии этого напр жени за счет четных гармоник (фиг. 2и), однако при неизменной температуре сумма напр жений, получаемых с помощью диодов 17 и 18 и конденсаторов 19 и 20, выпр мителей 15 и 16 останетс также неизменной, что и должно наблюдатьс при отсутствии возмущающих воздействий. Это суммарное напр жение совместно с напр жением питани устройства через сумматор 21 и фильтр 1 нижних частот подводитс ко входу генератора 4, что способствует стабилизации его начальной частоты. При изменении температуры или других возмущающих воздействий (дестабилизирующих факторов)Суммарное напр жение на конденсаторах 19 и 20 также изменитс вследствие изменени индукции насыщени а сердечниках 11 и 12 феррозондов управл ющего генератора k (фиг. 26). Это изменение через сумматор 21, собранный на операционном усилителе 22 фильтр 1, резистор 2 и конденсатор 3 - передают на вход управл емого генератора , что приводит к восстановлению требуемого значени начальной частоты управл емого генератора 4. Закон переключени транзисторов мультивибратора,на основе которого собран управл емый магнитным полем генератор .4 показан на фиг. 26. При пр моугольном законе перемагничивани индукци в сердечниках 11 и 12 феррозонда нарастает по линейному закону до уровн насыщени (фиГо2б) после чего дальнейший рост индукции не происходит. Во вторичной обмотке феррозонда индуктируетс напр жение, показанное на фиг, 2в. Выпр мл отдельно положительную полуволну (фиг, 2г), отрицательную полуволну (фиг. 2д), а затем суммиру их,получ результирующее напр жение (фиг. 2е), которое через фильтр 1 подаетс дл питани управл ющего генератора i. Если в результате воздействи дестабилизирующих факторов измен етс уро вень индукции насыщени , как изображ но пунктиром на фиг, 26, то вследствие этого изменитс и суммарный сигнал (фиг, 2е), причем так, что при ис пользовании его в качестве напр жени питани управл емого генератора k начальна частота его остаетс неизме ной,что и нужно дл исключени погрешн , ти от температуры и других возмущаю щих воздействий. отсутствии возмущений под действием только магнитного пол произойдет смещение нулевой линии (фиг. 2и), при котором уровни положительного и отрицательного полупериодов станут неравными между собой, но сумма этих уровней сохранитс . Использование преобразовател магнитное поле - частота при дефектоскопии в электросварке, литейном производстве, разведке полезных 96 |ископаемых, например, с помощью спутиноковых систем и в других област х позволит повысить точность преобразовани магнитного пол и эквивалентный параметр - частоту, что повысит точность съема измер емых параметров ориентировочно на . Формула изобретени Преобразователь магнитной индукции в частоту, содержащий последовательно соединенные фильтр нижних частот, управл емый генератор и смеситель , выход которого соединен с выходом устройства, генератор опорной частоты, выход которого соединен со вторым входом смесител , а также выпр митель положительного полупериода напр жени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности преобразовател в него введены выпр митель отрицательного полупериода напр жений и сумматор, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот а входы - с выходами обоих выпр мителей, входы которых соединены с выходом управл емого генератора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Семенов Н.М., Яковлев Н.И. Цифровые феррозондовые магнитометры, Л,, Энерги , 1978, с. 71-72The invention relates to electrical measuring equipment and, in particular, to converters of the type magnetic induction-frequency. A known magnetic induction-frequency converter comprising a cascade-connected low-pass filter, a controlled oscillator for influencing the measured magnesium induction, a mixer whose output is connected to the output of the device, a reference frequency generator with an output connected to the second input of the mixer, positive voltage half cycle and power supply bus by Q3 However, using this converter, it is impossible to achieve the required accuracy, 4to is explained by different operating conditions dechnika, difference settings and exposure transformer cores variations state under the influence of the measured magnetic field. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion. This goal is achieved in that in a converter induction into a frequency containing a series-connected low-pass filter, a controlled oscillator and a mixer, the output of which is connected to the output of the device, a reference frequency generator, the output of which is connected to the second input of the mixer, as well as a rectifier positive voltage half-period, a negative voltage half-period rectifier and an adder, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, and the inputs to the outputs of both rectifiers, input s are connected to the outputs of the controllable oscillator. FIG. 1 is a schematic diagram of the device; on Fig.2time diagrams of the device. The device contains a low-pass filter t 5 consisting of a resistor 2, a capacitor 3 connected in parallel with it (controlled oscillator, made on the basis of the Rører magnetic-semiconductor generator circuit, assembled on transformer transistors 5 and 6, 7s 8, 9 and 10 of the transformer, which A flux probe with one or two cores 11 and 12 is used, the mixer 13. The generator of the reference frequency H is made similarly to the controlled generator t., The rectifiers of the positive and negative half-periods of voltage 15 and 16 are made in the form diodes 17 and 18 and capacitors 19 and 20 connected to them, and the adder 21 is made on the operational amplifier 22. The device works as follows: If there is a single closed or open core, the external magnetic field leads to the appearance of a pulse-width modulation of the oscillator oscillator k at a constant frequency; that is, by conversion (magnetic field - time interval). When the supply voltage is turned on, the characteristics of the transistors 5 and 6 differ in the collector current of one of them, for example, 6, more better than the current of the other. Then the voltage induced in the primary winding 7 of the transformer BOD ..5T will increase the current of the country: - stop b and decrease the current of the transistor 5, which will cause the base (primary) windings of the transformers respectively opening i-i 3; feasting voltage. This leads to a further increase in the current of the transistor 6 and a decrease in the current of the transistor 5, as a result, the transistor 6 opens completely and the transistor 5 closes, due to which saturation and cut-off occur, respectively. During the time that the transistor 6 is in saturation mode remagnetization of the core 11 of the transformer from the state B + B, S induction, corresponding to the saturation of the core, while on the winding 7 of the transformer an EMF is induced, due to which the cardiac remagnetization occurs Single transformer in the opposite direction. 8 4 When the core reaches the 12th state + B5, the emf induced in the base (primary) winding drops sharply. The current of the transistor 6 decreases. The emf induced in the primary winding of the transformer also begins to decrease, contributing to a further decrease in the current of transistor 6 and an increase in the current of transistor 5. 8 as a result of an avalanche-like process, transistor 6 closes and transistor 5 opens, which leads to a reversal of the magnetization reversal of transformer cores 11 and 12. Further, the processes in the circuit are repeated. The action of the measured magnetic field leads to a decrease in the magnetization reversal time of the cores 11 and 12, thus increasing the operating frequency of the converter. When the value of the induction of the measured magnetic field changes, the frequency of the output signal of the controlled oscillator k changes and at the same time the zeros of the line of this voltage shift due to even harmonics (Fig. 2i), but at a constant temperature the sum of the voltages obtained by diodes 17 and 18 and capacitors 19 and 20, rectifiers 15 and 16 will also remain unchanged, as should be observed in the absence of disturbing influences. This total voltage, together with the power supply voltage of the device through the adder 21 and the low-pass filter 1, is supplied to the input of the generator 4, which helps stabilize its initial frequency. With changes in temperature or other disturbing influences (destabilizing factors), the total voltage across capacitors 19 and 20 will also change due to a change in saturation induction in cores 11 and 12 of fluxgate control generator k (Fig. 26). This change through the adder 21 assembled on the operational amplifier 22 filter 1, resistor 2 and capacitor 3 is passed to the input of the controlled oscillator, which leads to recovery of the required value of the initial frequency of the controlled oscillator 4. Switching law of the transistors of the multivibrator, on the basis of which the control The magnetic field generated generator .4 is shown in FIG. 26. Under the rectangular reversal magnetization law, the induction in the cores 11 and 12 of the ferrosonde increases linearly to the saturation level (fGo2b) after which no further increase in induction occurs. In the secondary winding of the fluxgate, the voltage shown in FIG. 2c is induced. Rectifying a separately positive half wave (Fig. 2d), a negative half wave (Fig. 2e), and then summing them up, yielding the resulting voltage (Fig. 2e), which is fed through filter 1 to power the control generator i. If, as a result of destabilizing factors, the level of saturation induction changes, as is shown by a dotted line in FIG. 26, then the total signal will also change (FIG. 2e), so that when it is used as a supply voltage controlled generator k its initial frequency remains unchanged, which is necessary to exclude errors, temperature and other disturbing influences. In the absence of disturbances, only the magnetic field will shift the zero line (Fig. 2i), in which the levels of the positive and negative half-periods become unequal, but the sum of these levels is preserved. The use of a magnetic field – frequency transducer during defectoscopy in electric welding, foundry, and mineral exploration, for example, using satellite systems and in other areas, will improve the accuracy of the magnetic field conversion and the equivalent parameter — frequency, which will increase the measurement accuracy of the measured parameters tentatively on. Claims of the Inverter Magnetic Induction to Frequency Converter Containing a Low-Pass Filter in Series, a Controlled Generator and a Mixer, the Output of which is Connected to the Output of the Device, a Reference Frequency Generator, the Output of which is Connected to the Second Input of the Mixer, and a Positive Half-Period Rectifier Different by the fact that, in order to increase the accuracy of the converter, a negative voltage half-period rectifier and an adder, the output of which is connected to the filter input, are entered into it the low frequencies and the inputs are with the outputs of both rectifiers, whose inputs are connected to the output of the controlled oscillator. Sources of information taken into account during the examination 1. Semenov N.M., Yakovlev N.I. Digital fluxgate magnetometers, L ,, Energie, 1978, p. 71-72