SU917152A1 - Устройство дл измерени импульсной магнитной проницаемости - Google Patents

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для определения магнитной проницаемости сердечников в импульсном режиме намагничивания, а также для разбраковки сердечников по импульсной проницаемости.

Известно устройство для определения импульсной магнитной проницаемости, содержащее помимо испытуемого второй сердечник с известной импульсной проницаемостью. Сердечники имеют по две дополнительные обмотки, причём одна пара обмоток сердечников включена последовательно встречно и служит для индикации равенства магнитных потоков, а с двумя другими соединены переменные резисторы, изменение Сопротивления которых обеспечивает получение этого равенства (1) .

Недостатком данного устройства является необходимость определения импульсной проницаемости второго сердечника с достаточно высокой точностью, что не можят быть выполнено л . 2 ' . · помощью этого устройства, основанного на дифференциальном методе измерения. Наиболее близким к предлагаемому ^является устройство, позволяющее определить импульсную магнитную проницаемость абсолютным, а не дифференциальным методом. Оно содержит генераторы импульсов, интегратор, ключ, селекторы импульсов, выполняющие функ цию импульсного вольтметра и блок управления [2]. .

Недостатком известного устройства является низкая точность определения импульсной магнитной проницаемости определяемая отношением амплитуд двух сигналов: намагничивающего тока₍ и проинтегрированного напряжения.

Цель изобретения - повышение точности измерения импульсной магнитной проницаемости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения импульсной магнитной проницаемости, содержащее генератор намагничивающих з 917152 импульсов с намагничивающей обмоткой, . подключенной к его выходу, измерительную обмотку, интегратор и первый стробоскопический вольтметр, дополнительно введены соединенные с измерительной обмоткой линейный пассивный многополюсник и формирователь стробимпульсов, соединенный с намагничивающей обмоткой, второй стробоскопический вольтметр, а также последовательно соединенные сумматор и масштабный преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого стробоскопического вольтметра, второй вход ' скопическим вольтметром 12, который управляется формирователем стробимпульсов 11, на входы которого поступают, сигналы с выхода генератора 1 5 и с измерительной обмотки 4. Изменяя выходное напряжение генератора 1, устанавливают заданную амплитуду намагничивающего тока по падению напряжения на резисторе 5.

»0 Пассивный RC-многополюсник 6 соединен с измерительной обмоткой 4 и. с резистором 5. Один из зажимов многополюсника заземлен. Напряжение и ток на выходе многополюсника линейкоторого связан с выходом формировате-1 ля и вторым входом второго стробоскопического вольтметра, первым входом связанного с вторым входом линейного пассивного многополюсника, выход которого связан с входами сумматора че- 2 но зависят от входных напряжений и токов и их производных по времени. В последующих расчетах принято, что входные проводимости интегратора 7 и сумматора' 8 пренебрежимо малы. Позо тому ток на выходе многополюсника 6 рез интегратор и непосредственно, а второй вход формирователя стробимпульсов подключен к выходу генератора намагничивающих импульсов.

. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из генератора 1 намагничивающих импульсов, соединенного с намагничивающий обмоткой 2 образца 3, имеющего измерительную обмотку 4. Последовательно с Намагничивающей обмоткой 2 включен резистор 5, соединенный с землей. Обмотка 4 и резистор 5 соединены с входами линейного пассивного многополюсника 6, выход которого соединен с интегратором 7 и первым входом сумматора 8, второй вход которого соединен с выходом интегратора 7, а выход - с входом масштабного преобразователя 9, последовательно с которым соединен первый стробоскопический вольтметр 10, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя 11 стробимпульсов. Первый вход формирователя 11 соединен с измерительной обмоткой 4, а второй - с генератором 1. Второй стробоскопический вольтметр 12 соединен с резистором 5 и выходом формирователя 11.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность импульсов намагничивающего тока. Амплитуда намагничивающего тока, протекающего по обмотке 2 намагничиваниями резистору 5, измеряется вторым стробопринимается равным нулю, а параметры последнего выбираются таким образом, чтобы его выходное напряжение Щ было бы связано с ЭДС 6^ , наводимой в измерительной обмотке 4, и с намагничивающим током i₀ в образце 3 таким соотношением

(1).

где сЦ, , οί₎₂ , , Д - постоянные коэффициенты, характезирующие линейный пассивный многополюсник;

t — время.

. Учитывая, что io и связаны с магнитными величинами формулами = -s Ц} ·, (з) где I — длина магнитного пути образ-» 45 ца в м;

S -- площадь поперечного сечения образца, в м²;

, ^числа витков в намагничивающей обмотке 2 и в измеритель50 ной обмотке 4 соответственно;

Н — напряженность магнитного поля· в А/м;

В — магнитная индукция в Тл.

При выполнении равенства (1) полу55 чим после интегрирования по времени где ΔΗ = Η (T) - Η(0) , 'ΔΒ = В (ϊ) - B(Q)

- длительность импульса ЭДС Предполагается, что в начальный момент времени Ь’₆ (0) = 0, т.е. до прихода заданного перемагничивающего импульса была пауза.

Импульсная магнитная проницаемость, .определяемая формулой ^^Δ= ΪΗ (⁵Ь ^{с учетом} (*·) будет равна ¹ И , Ы .____!_____х

917152 6 нитного поля, то’интегратор 7 и сумматор 8 выполняются по схеме с несим _метричным заземленным входом при использовании линейного пассивного 5 многополюсника 6.

Повышение точности измерения магнитной проницаемости достигается благодаря тому, что резистор 5, многополюсник 6 и образец образуют 10 устройство сравнения, аналогичное мосту для измерения таких параметров как, например, взаимная индуктивность, причем точность определения параметров мостом гораздо выше, 15 чем их определение по двум напряжениям.

4<S/u₆dt^ ад]. (в) о 20

Параметры и линейного пас- . сивного многополюсника 6 подобраны таким образом, чтобы первое слагаемое формулы (6) было бы больше второго, которое в этих условиях дает не- ²⁵ большую поправку. Учитывая, что и определяются лишь параметрами линейного пассивного многополюсника 6 и измеряются с высокой точностью, можно установить, что погрешность определения проницаемости рц обусловлена не точностью измерения импульсного напряжения и интеграла от него, а главным образом, точностью измерения сопротивлений и емкостей ³⁵ элементов многополюсников. Как извест· но, сопротивление и емкость могут быть измерены гораздо точнее, чем амплитуда импульсного напряжения.

Обычно приращение напряженности ⁴⁰ магнитного поля АН задано а величины d_tl , <Z,₂ , у, , S, известны. Это позволяет выбрать коэффициент преобразования масштабного преобразователя 9 таким образом, что напря- ⁴⁵ жение, измеряемое первым стробоскоп пическим вольтметром 10, численно равно поправке в формуле (6) для определения проницаемости. Поэтому первый стробоскопический вольтметр; ⁵⁰ 10 может быть отградуирован в единицах магнитной проницаемости, что упрощает расчет величины .

Если измерения импульсной магнитной проницаемости проводятся только 55 при заданном (обычно линейном) изменении во времени напряженности маг-

Claims (2)

1. (Sk} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ - I., . -.; Изобретение относитс  к магнитным измерени м и предназначено дл  опре делени  магнитной проницаемости сердечников в импульсном режиме намагничивани , а также дл  разбраковки сердечников по импульсной проницаемости. Известно устройство дл  определени  импульсной магнитной проницаемости , содержащее помимо испытуемого вто рой сердечник с известной импульсной проницаемостью. Сердечники имеют по две дополнительные обмотки, причём одна пара обмоток сердечников включена последовательно встречно и служит дл  индикации равенства магнитных потоков, а с двум  другими соединены переменные резисторы, изменение Сопро тивлени  которых обеспечивает получение этого равенства 1 . Недостатком данного устройства  вл етс  необходимость определени  импульсной проницаемости второго сердечника с достаточно высокой точно:Tbfo , что не МОЖРТ быть выполнено j; помощью этого устройства, основанного на дифференциальном методе измерени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, позвол ющее определить импульсную магнитную проницаемость абсолютным, а не дифференциальным методом. Оно содержит генераторы импульсов, интегратор, ключ, селекторы импульсов, выполн ющие функ цию импульсного вольтметра и блок управлени  2 . . Недостатком известного устройства  вл етс  Низка  точность определени  импульсной магнитной проницаемости определ ема  отношением амплитуд двух сигналов: намагничивающего тока и проинтегрированного напр жени . Цель изобретени  - повышение точности измерени  импульсной магнитной проницаемости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  импульсной магнитной проницаемости, содержащее генератор намагничивающих 391 Импульсов с намагничивающей обмоткой, подключенной к его выходу, измерительную обмотку, интегратор и первый стробоскопический вольтметр, дополнительно введены соединенные с изме рительной обмоткой линейный пассивный многополюсник и формирователь стробимпульсов , coeд ненный с намагничиваюи ей обмоткой, второй стробоскопимескии вольтметр, а также последовательно соединенные сумматор и масштабный преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого стробо- скопического вольтметра, второй вход которого св зан с выходом формировател  и вторым входом второго стробоскопического вольтметра, первым входом св занного с вторым входом линейного пассивного многополюсника, выход которого св зан с входами сумматора через интегратор и непосредственно, а второй вход формировател  стробимпульсов подключен к выходу генератора намагничивающих импульсов, . На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из генератора 1 намагничивающих импульсов, соединенного с намагничивающий обмоткой 2 образца 3, имеющего измерительную обмотку k. Последовательно с Намагничивающей обмоткой 2 включен резистор 5, соединенный с землей. Об.мотка 4 и резистор 5 соединены с входами линейного пассивного многополюсника 6, выход которого соединен с интегратором 7 и первым входом сумматора 8, второй вход которого соединен с выходом интегратора 7, а выход - с входом масштабного преобразовател  9, последовательно с кoтopы соединен первый стробоскопический вольтметр 10, управл ющий вход которого соединен с выходом формировател  11 стробимпульсов. Первый вход формировател  11 соединен с измерительной обмоткой 4, а второй - с генератором 1. Второй стробоскопический вольтметр 12 соединен с резистором 5 и выходом формировател  11. Устройство работает следующим образом Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность импульсов намагничивающего тока. Амплитуда намагничивающего тока, протекающего по обмотке 2 намагничивани , и резистору 5, измер етс  вторым стробо24 скопическим вольтметром 12, который управл етс  формирователем стробимпульсов 11, на входы которого поступают , сигналы с выхода генератора 1 и с измерительной обмотки k. Измен   выходное напр жение генератора 1, устанавливают заданную амплитуду намагничивающего тока по падению напр жени  на резисторе 5. Пассивный НС-многополюсник 6 соединен с измерительной обмоткой i и. с резистором 5. Один из зажимов многополюсника заземлен. Напр жение и ток на выходе многополюсника линейно завис т от входных напр жений и токов и их производных по времени, В последующих расчетах прин то, что входные проводимости интегратора 7 и сумматора 8 пренебрежимо малы. Поэтому ток на выходе многополюсника 6 принимаетс  равным нулю, а параметры последнего выбираютс  таким образом, чтобы его выходное напр жение Ue было бы св зано с ЭДС 6, , наводимой в измерительной обмотке , и с намагниивающим током ig в образце 3 таким оотношением ниб,2ЛГ ,, де сС„ , at,2 , ,1 , Д - посто нные оэффициенты, характезирующие линейый пассивный многополюсник; t - врем . Учитыва , что i, и е св заны с агнитными величинами формулами В, .-Sar де t - длина магнитного пути обраЬ- ца в м; S - площадь поперечного сечени  образца, в ( нМг числа витков в намагничивающей обмотке 2 и в измерительной обмотке i соответственно; Н - напр женность магнитного пол . в А/м;. В - магнитна  индукци  в Тл. При выполнении равенства (1) полу . „о, им после интегрировани  по времени и -у лл i ,2U6№)--75 ; -5и;нТ С.е, ОW 5 где ЛН Н (Т) - НСО) , ДВ В (Т) - В(0) Т- длительность имг1ульса ЭДС Предполагаетс , что в начальный момент времени Ug(0) О, т.е. до прихода заданного перемагничивающе импульса была пауза. Импульсна  магнитна  проницаемость , д .определ ема  формулой .-1 ( 5) , с учетом С) будет равна ,it У„5( Su HiirA f,//Uedt,.,U6(r). Параметры „ и „ линейного па сивного многополюсника 6 подобраны таким образом, чтобы первое слагаемое формулы (6) было бы больше втор го, которое в этих услови х дает не большую поправку. Учитыва , что „. и ц определ ютс  лишь параметрами линейного пассивного многополюсника 6 и измер ютс  с высокой точностью, можно установить, что погрешность определени  проницаемости ц обусловлена не точностью измерени  импульсного напр жени  и интеграла от него, а главным образом, точностью измерени  сопротивлений и емкостей элементов многополюсников. Как изве но, сопротивление и емкость могут быть гораздо точнее, чем амплитуда импульсного напр жени . Обычно приращение напр женности магнитного пол  ДН задано а величи ны ot,, , «i,2 , у„ , S, Ct5if известны. Это позвол ет выбрать коэффициент преобразовани  масштабного преобразовател  9 таким образом, что напр  жение, измер емое первым стробоско пическим вольтметром 10, численно равно поправке в формуле (6) дл  определени  проницаемости. Поэтому первый стробоскопический вольтметр 10 может быть отградуирован в единицах магнитной проницаемости, что упрощает расчет величины JM , Если измерени  импульсной магнит ной проницаемости провод тс  только при заданном (обычно линейном) изме нении во времени напр женности маг26 нитного ПОЛЯ, тоинтегратор 7 и сумматор 8 выполн ютс  по схеме с несимметричным заземленным входом при использовании линейного пассивного многополюсника 6. Повьшение точности измерени  ма1- нитной проницаемости JU достигаетс  благодар  тому, что резистор 5 многополюсник 6 и образец образуют устройство сравнени , аналогичное мосту дл  измерени  таких параметров как, например, взаимна  индуктивность , причем точность определени  параметров мостом гораздо выше, чем их определение по двум напр жени м . Формула изобретени  Устройство дл  иЗ(рени  импульсной магнитной проницаемости, содержащее генератор намагничивающих импульсов с намагничивающей обмоткой, подключенной к его выходу, измерительную обмотку, интегратор и первый стробоскопический вольтметр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него .дополнительно введены соединенные с измерительной обмоткой линейный пассивный многополюсник и формирователь стробимпульсов, соединенный с намагничивающей обмоткой, второй стробоскопический вольтметр, а также последовательно соединенные сумматбр и масштабный преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого стробоскопического вольтметра , второй вход которого св зан с выходом формировател  и вторым входом второго стробоскопического вольтметра , первым входом св занного с вторым входом линейного пассивного многополюсника, выход которого св зан с входами сумматора через интегратор и непосредственно, а второй вход формировател  стробимпульсов подключен к выходу генератора намагничивающих импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff , кл. G 01 R 33/12, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР . № 552579, кл. G 01 R 33/12, 1977 (прототип).