SU901957A1 - Устройство дл измерени динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения динамических магнитных свойств образцов из ферромагнитных материалов. Кроме того, оно может найти применение в неразрушающем контроле ферромагнитных материалов для структуроско- ⁵ пии.

Известно устройство для измерения динамических магнитных характеристик, содержащее источник намагничивающего поля, программное устройство, устройство для выделения напря- ^,0 женин, пропорциональных напряженности магнитного поля й магнитной индукции испытываемого образца, два генератора компенсирующего напряжения, управляемые программным устройством, два компаратора, один вход ¹⁵ каждого из которых соединен с источником напряжения, пропорционального либо индукции, либо напряженности магнитного поля, а другой — с соответствующим генератором компенсирующего напряжения, выходы компарато- ® ров подключены через формирователи импульсов к схеме совпадения, выход которой соединен с управляющими входами преобра2 зователей аналог-код составляющих компенсирующего вектора {1].

Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения динамических магнитных характеристик и сложность настройки и эксплуатации, что обусловлено наличием большого числа аналоговых узлов.

Известно также устройство для измерения магнитных свойств образцов из ферромагнитных материалов, состоящее из последовательно соединенных генератора, усилителя, намагничивающей обмотки, резистора, а также измерительной обмотки, интегратора, стробоскопического смесителя, импульсного цифрового вольтметра и цифропечатающего устройства. Резистор соединен со входом нуль-органа, на второй вход которого подается сигнал с выхода регулируемого источника напряжения, а выход нуль-органа подключен ко входам стробоскопического смесителя. Устройство позволяет получить информацию о магнитных свойствах образцов из ферромагнитных материалов, в частности о гистерезисной петле в цифровой формеГ2-].

Недостатки известного устройства также состоят в невысокой точности, сложности настройки и эксплуатации, обусловленных наличием большого числа аналоговых узлов, требующих точной настройки, обладающих временной и температурной нестабильностью, статической и динамической погрешностями, чувствительностью к помехам.

Цель изобретения — повышение точности измерения динамических магнитных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель выходного сигнала интегратора и цифропечатающий блок дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход - со входом интегратора, блок формирования и хранения кодов и блок совпадения цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формирования и хранения кодов и генератора, выход - с управляющим входом аналогового ключа, а намагничивающая обмотка — со вторым входом усилителя.

Кроме того, генератор выполнен в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, счетчика И цифроаналогового преобразователя, а измеритель выходного сигнала интегратора выполнен в виде цифрового вольтметра постоянного тока.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1, счетчика 2, цифроаналогового преобразователя 3, усилителя 4, намагничивающей обмотки 5, токозадающего резистора 6, измерительной обмотки 7, аналогового ключа 8, интегратора 9, цифрового вольтметра 10 постоянного тока, цифропечатающего блока 11, блока 12 формирования и хранения кодов. Второй вход усилителя 4 подключен к точке соединения токозадающего резистора 6 и намагничивающей обмотки 5. Входы блока 13 совпадения цифровых кодов соединены с параллельными выходами блока 12 и счетчика 2, а выход — с управляющим входом аналогового ключа 8.

Устройство работает следующим образом. Прямоугольные импульсы заданной частоты с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2, в котором последовательный цифровой код преобразуется в параллельный. Параллельный цифровой код с выходов счетчика 2 подается одновременно на входы цифро-аналогового преобразователя 3 и блока 13 совпадения цифровых кодов. Цифро-аналоговый преобразователь 3 в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует 5 ступенчатое напряжение, периодически изменяющееся по линейному закону, которое через усилитель 4 подается на намагничивающую обмотку 5, последовательно соединенную с токозадающйм резистором' 6. Напряжение, про10 порциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6, снимается с последнего и поступает на второй вход усилителя 4. Таким образом, напряженность поля, создаваемого намагничивающей обмот15 кой 5, будет пропорциональна току на выходе усилителя 4.

При совпадении кодов на выходе счетчика и блока 12 формирования и хранения кодов, блок 13 совпадения цифровых кодов 20 вырабатывает сигнал, открывающий аналоговый ключ 8, и напряжение с выхода измерительной обмотки 7 через открытый ключ 8 поступает на вход интегратора 9. Блок 13 совпадения за период повторения напряжения 25 намагничивания срабатывает два раза, таким образом, аналоговый ключ 8 оказывается открытым,в течение половины периода повторения тока намагничивания. В конце половины периода тока намагничивания на выходе _3{) интегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Это напряжение фиксируется цифровым вольтметром постоянного тока, и результат отпечатывается цифропечатающим блоком 11.

Точность измерений повышается за счет того, что аналоговый ключ введен на вход интегратора. Благодаря такому включению интегратор работает только в течение полупе риода, а не всего периода, как в известном устройстве, что значительно снижает погрешность, связанную с дрейфом интегратора. Точность измерений повышается также благодаря применению цифрового вольтметра постоянного тока, который имеет большую точность, чем импульсный. Соединение резистора со вторым входом усилителя позволяет поддерживать в широком температурном диапазоне заданную величину тока намагничи вания, что также повышает точность измерений.

Введение блока формирования и хранения цифровых кодов и схемы совпадения цифровых кодов, во-первых, упрощает настройку и эксплуатацию установки, так как эти узлы не нуждаются в точной индивидуальной настройке, которой требуют аналоговые узлы прототипа (нуль-орган, стробоскопический смеситель, источник регулируемого. напряжения), с помощью этих узлов легко и точно задается координата точки измерения, во-вторых, повышает точность выделения сигнала , начала и конца измерения, что также увеличивает точность установки в целом, так как аналоговые узльт известного устройства рабо- 5 тают со значительными статическими и динамическими погрешностями.

Выполнение генератора в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, счетчика и цифро-аналогового 1® преобразователя позволяет формировать напряжение практически любой формы, высокостабильной частоты и амплитуды, что повышает точность измерений и упрощает эксплуатацию установки. 15

Claims (2)

1. 3 Недостатки известного устройства также состо т в невысокой точности, сложности настройки и эксплуатации, обусловле1шых наличием большого числа аналоговых узлов, требующих точной настройки, обладающих временной и температурной нестабильностью, статической и динамической погрешност ми, чувствительностью к помехам. Цель изобретени  - повышение точности измерени  динамических магнитных характеристик . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов , содержащее последовательно соединен ные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель выходного сигнала интегратора и цифропечатающий блок дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой , а выход - со входом интегратора, блок формировани  и хранени  кодов и блок совпаде1ш  цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формировани  и хранени  кодов и генератора, выход - с управл ющим входом аналогового ключа, а намагничивающа  обмот ка - со вторым входом усилител . Кроме того, генератор выполнен в виде последовательно соединегшых генератора пр моугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразовател , а измеритель вы ходного сигнала интегратора выполнен в виде цифрового вольтметра посто нного тока. На чертеже изображена структурна  схема устройства. Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1, счетчика 2, цифроаналогового преобразовател  3, усилител  4, намагничивающей обмотки 5, токозадающего резистора 6, измерительной обмотки 7, анало foBoro ключа 8, интегратора 9, цифрового вольтметра 10 посто нного тока, цифрсшечата ющего блока 11, блока 12 формировани  и хранени  кодов. Второй вход усилител  4 подключен к точке соединени  токозадающег резистора 6 и намагничивающей обмотки 5. Входы блока 13 совпадени  цифровых кодов соединены с параллельными выходами блока 12 и счетчика 2, а выход - с управл ющим входом аналогового ключа 8. Устройство работает следующим образом. Пр моугольные импульсы заданной частоты с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2, в котором последовательный циф ровой код преобразуетс  в параллельный. Параллельный цифровой код с выходов счетчика 2 подаетс  одновременно на входы цифро-аналогового преобразовател  3 и блока 13 совпадени  цифровых кодов. Цифро-аналоговый преобразователь 3 в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует ступенчатое напр жение, периодически измен ющеес  по линейному закону, которое через усилитель 4 подаетс  на намагничнвающзто обмотку 5, последовательно соединенную с токозадающим резистором 6. Напр жение, пропорциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6, снимаетс  с последнего н поступает на второй вход усилител  4. Таким образом, напр женность пол , создаваемого намагничивающей обмоткой 5, будет пропорциональна току на выходе усилител  4. При совпадении кодов на выходе счетчика 2 н блока 12 формировани  и хранени  кодов, блок 13 совпадени  цифровых кодов вырабатывает сигнал, открывающий аналоговый ключ 8, н напр жение с выхода измерительной обмотки 7 через открытый ключ 8 поступает на вход интегратора 9. Блок 13 совпадени  за период повторени  напр жени  намагничивани  срабатывает два раза, таким образом, аналоговый ключ 8 оказываетс  открытым в течение половины периода повторени  тока н(магннчивани . В конце половины периода тока намагничивани  на выходе интегратора 9 присутствует посто нное напр жение , пропорциональное измер емой индукции . Это напр жение фиксируетс  цифровым вольтметром посто нного тока, и результат отпечатываетс  цифропечатающим блоком 11. Точность измерений повышаетс  за счет того, что аналоговый ключ введен на вход интегратора. Благодар  такому включению интегратор работает только в течение nonjrneриода , а не всего периода, как в известном устройстве, что значительно снижает погрешность , св занную с дрейфом интегратора. Точность измерений повышаетс  также благодар  применегаю цифрового вольтметра посто нного тока, который имеет большую точность, чем импульсный. Соединение резистора со вторым входом усилител  позвол ет поддерживать в широком температурном диапазоне заданную величину тока намагничивани , что также повышает точность измерений . Введение блока формировани  и хранени  цифровых кодов и схемы совпадени  цифровых кодов, во-первых, упрощает настройку и экшлуатацию установки, так как эти узлы не нуждаютс  в точной индивидуальной настройке, которой требуют аналоговые узлы прототипа (нуль-орган, стробоскопический смеситель, источник регулируемого. напр жени ), с помощью зтих узлот легко н точно задаетс  координата точки измерени , во-вторых , повыигает точность выделени  сигнала начала и конца измерени , что также увеличи вает точность установки в целом, так как аналоговые узльг известного устройства работают со значительными статическими и динамическими погрешност ми. Вьшолнение генератора в виде последовательно соединенных генератора пр моугольных импульсов, счетчика и цифро-аналогового преобразовател  позвол ет формировать напр жение практически любой формы, высокостабильной частоты и амплитуды, что повышает точность измерений и упрощает зксплуа тацию установки. Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержашее последовательно соединенньге генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительн )ао обмотку, интегратор, измеритель выходкого сигнала интегратора и цифрстечатающий блок, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  динамических магнитных характеристику в него дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход - со входом интегр 1тора , блок формировани  и хранени  кодов и блок совпадени  цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формировани  и хранени  кодов и генератора, выход - с управл ющим входом аналогового ключа, а намагничивающа  об- мотка - со вторым входом усилител . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что генератор вьшолнен в виде последовательно соединенных генератврэ пр моугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразовател , а измеритель выходного сигнала интегратора вьшолнен в виде цифрового вольтметра посто нного тока Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 379886J кл. G 01 R 33/12, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 504160 кл. G 01 R 33/12, 1976.