SU957140A1 - Устройство дл измерени магнитных свойств магнитом гких материалов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ МАГНИТОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относитс  к измерительной техци1 е и может быть применено дл  измерени  магнитных свойств образцов магнитных материалов при воздействии на них быстромен ющихс  намагничивающих полей.

Известно устройство дл  измерени  маг- 5 нитных свойств магнитом гких материалов, содержащее задающий генератор, генератор намагничивающего тока, элементы сравнени , реверсивные счетчики, преобразователи код-напр жение и блок сдвига-форми- ,Q ровани  стробимпульсов 1.

Однако такое устройство не обеспечивает необходимой точности измерений при воздействии на испытуемый образец импульсных перемагничивающих токов, так как не учитывает вли ние помех, наложенных на 15 измер емый сигнал.

Известно также устройство дл  измерени  магнитных свойств магнитом гких материалов , содержащее задающий генератор , последовательно соединенные ключ, ге- 2о нератор тока намагничивани , намагничивающую обмотку и резистор, а также блок формировани  и сдвига стробимпульсов, два преобразовател  напр жение - код, элемент совпадени , два коммутатора и сумматор 2.

Однако в известном устройстве не учитываетс  вли ние мультипликативной составл ющей , котора  в р де случаев может иметь значительную величину. При этом на результат преобразовани  накладываетс  погрещность , обусловленна , например, нелинейностью временного преобразовани , температурными изменени ми характеристик различных узлов и блоков.

Кроме того, известное устройство обладает низкими функциональным возможност ми , так как позвол ет определ ть только индукцию и напр женность магнитного пол  в то врем , как магнитные свойства образцов наиболее полно представлены комплексом характеристик (например параметрами петли магнитного гистерезиса, проницаемостью на различных участках цикла перемагничивани , величиной магнитных потерь и т.д.).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  магнитных свойств магнитном гких материалов, содержащее задающий генератор, последовате льно соединенные ключ, генератор тока намагничивани , намагничивающую обмотку, резистор , другой вывод которого подключен к общей шине, к которой подключен также первый вывод измерительной обмотки, блок формировани  и сдвига стробимпульсов, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго преобразователей напр жение - код, первые выходы которых подключены к входам элемента совпадени , выход которого соединен с первым входом блока управлени , первый выход которого подключен к первым входам первого и второго коммутаторов, второй выход соединен с управл ющим входом ключа, первый сумматор, введены делитель частоты, источник образцового напр жени , третий и четвертый коммутаторы, второй сумматор, четыре буферных регистра, блок отображени  информации, блок сопр жени , цифрова  вычислительна  машина, блок управлени  коммутаторами, первый и второй управл емые делители напр жени , причем выход задающего генератора подключен к первым входам третьего и четвертого коммутаторов , а через делитель частоты соединен с входом ключа, второй выход блока управлени  подключен к первым входам первого и второго буферных регистров, выходы сумматоров подключены к первому и второму входам блока отображени  информации и к первому и второму входам блока сопр жени , второй вывод измерительной обмотки через первый управл емый делитель напр жени  подключен к второму входу третьего коммутатора, объединенные выводы резистора и намагничивающей обмотки подключены через второй управл емый делитель напр жени  к второму входу четвертого коммутатора , третьи входы третьего и четвертого коммутаторов подключены к первому выходу источника образцового напр жени , второй выход которого соединен с третьим входом блока сопр жени , первый выход которого подключен к входу источника образцового напр жени ,Четвертые входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с первым выходом блока управлени  коммутаторами , а их выходы подключены к вторым входам прео Вразователей напр жение - код третьи входы которых подключены к выходам первого и второго коммутаторов, вторые входы которых подключены к выходам первого и второго буферных регистров и к первым входам первого и второго сумматоров , вторые входы которых соединены с вторыми входами первого и второго буферных регистров, а также с первыми входами третьего и четвертого буферных регистров и подключены к первым выходам преобразователей напр жение - код, вторые выходы которых соединены с управл ющими входами управл емых делителей напр жени , выходы которых подключены к четвертому и п тому входам блока сопр жени , шестой вход которого подключен к второму выходу блока управлени  коммутаторами, вход которого соединен с вторым выходом блока сопр жени , третьи входы первого и второго коммутаторов подключены к выходам третьего и четвертого буферных регистров, вторые входы которых соединены с третьим выходом блока управлени  и с седьмым входом блока сопр жени , восьмой вход которого подключен к первому выходу блока отображени  информации и к второму выходу блока формировани  и сдвига стробимпульса , первый вход которого соединен с выходом делител  частоты, второй вход - с третьим выходом блока сопр жени , третий вход - с четвертым выходом блока управлени , второй вход которого подключен к четвертому выходу блока сопр жени , п тый выход которого соединен с третьим входом блока отображени  информации, второй выход которого подключен к дев тому входу блока сопр жени , дес тый вход которого соединен с выходом цифровой вычислительной машины, вход которой подключен к шестому выходу блока сопр жени . На чертеже представлена схема устройства . Устройство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, ключ 3, генератор 4 намагничивающего тока, намагничивающую обмотку 5, испытуемый образец 6, измерительную обмотку 7, резистор 8, первый и второй управл емые делители 9 и 10 напр жени , источник 11 образцового напр жени , коммутаторы 12-15, блок 16 формировани  и сдвига стробимпульсов, первый и второй сумматоры 17 и 18, первый и второй буферные регистры 19 и 20, первый и второй преобразователи 21 и 22 напр жение - код, элемент 23 совпадени , третий и четвертый буферные регистры 24 и 25, блок 26 управлени , блок 27 отображени  информации , блок 28 сопр жени , цифровую вычислительную машину (ЦВМ) 29, блок 30 управлени  коммутатором. Блок 16 формировани  и сдвига стробимпульсов может быть выполнен по методу сравнени  ступенчатого и пилообразного напр жений , или по методу сравнени  фаз двух высокочастотных сигналов. Электрические и логические св зи между ЦВМ и измерительной частью устройства осуществл ютс  через блок сопр жени , представл ющий собой контроллер дл  управлени  обменом с магистральным каналом ЦВМ. Устройство позвол ет осуществл ть два режима работы - режим калибровки и режим измерени . Устройство работает следующим образом . На блок 30 управлени  коммутаторами от ЦВМ 29 поступает код, определ ющий режим работы устройства (измерение или калибровку). После установки коммутаторов 12 и 13 в состо ние, соответствующее поступившему коду, блок 30 управлени  коммутаторами выдает в ЦВМ 29 сигнал «Код прин т, свидетельствующий об обработке заданного кода и запускающий управл ющую программу ЦВМ. Далее работа устройства в режиме измерени  и в режиме калибровки имеет некоторые отличи . Рассмотрим работу устройства в режиме измерени . В режиме измерени  входы преобразователей 21 т 22 напр жение - код через коммутаторы 12 и 13, управл емые делител ми 9 и 10 напр жени , подключены соответственно к измерительной обмотке 7 и резистору 8. От программного блока в блоке 16 формировани  и сдвига стробимпульсов выдаетс  код, соответствующий временному положению стробимпульса. Блок 16 формировани  и сдвига стробимпульсов вырабатывает стробимпульс, поступающий на первые входы преобразователей 21 к 22 напр жение - код, определ   тем самым момент измерени  по времени. Однако в первом такте преобразовани  ключ 3 закрыт сигналом, поступающим с блока 26 управлени , и генератор 4 намагничивающего тока не запускаетс . Таким образом, в первом такте измерени  на входах преобразователей 21 и 22 напр жение - код действует сигнал помехи, обусловленный внутренними щумами устройства и паразитными токами генератора 4 намагничивающего тока. В момент окончани  преобразовани  сигнала помехи по обоим каналам элемент 23 совпадени  вырабатывает импульс, поступающий в блок 26 управлени . Блок 26 управлени  вырабатывает сигнал, разрещающий поступление кода с преобразователей 21 и 22 напр жение - код на буферные регистры 19 и 20 и входы сумматоров 17 и 18, а также отпирающий ключ 3. Так как ключ 3 оказываетс  открытым, то следующий запускаЮщий импульс с выхода делител  2 частоты запускает генератор 4 намагничивающего тока и происходит перемагничивание испытуемого образца 6. При этом на входах преобразователей 21 и 22 напр жение - код действует аддитивна  смесь сигнала и помехи. После окончани  преобразовани  по обоим каналам импульсом от элемента 23 совпадени  запускаетс  блок 26 управлени . Блок 26 управлени  вырабатывает сигнал, разрешающий поступление кола с выходов преобразователей 21 и 22 напр жение - код соответственно в буферные регистры 24 и 25 и на входы сумматоров 17 и 18. Таким образом, на выходах сумматоров образуетс  сигнал, пропорциональный полезной составл ющей измер емых сигналов. Одновременно с блока 26 управлени  в ЦВМ 29 поступает сигнал «Готовность кода, свидетельствующий об окончании измерени  в данной точке стробировани . ЦВМ 29 считывает коды с первого и второго сумматоров 17 и 18, первого и второго управл емых делителей 9 и 10, и код масштаба временной развертки с блока 16 формировани  и сдвига стробимпульсов выдает в блок 26 управлени  сигнал «Код прин т, осуществл ющий установку блока 26 управлени  в исходное состо ние. На этом первый цикл измерени  заканчиваетс . Преобразование в последующих циклах происходит аналогичным образом с той лищь разницей, что в первом такте сигналом с блока 26 управлени  содержимое буферных регистров 19 и 20, в которых хранитс  код помехи, измеренной в предыдущем цикле, через коммутаторы 14 и 15 переписываетс  в преобразователи 21 и 22 напр жение - код, а во втором такте в преобразователи 21 и 22 напр жение - код переписываетс  содержимое буферных регистров 24 и 25, в которых хранитс  код аддитивной суммы сигнала и помехи предыдущего цикла преобразовани . Таким образом, в последующих циклах преобразовани  отрабатываетс  разница между мгновенными значени ми сигнала в данном и предществующем циклах преобразовани , что существенно сокращает врем  преобразовани  в каждой точке стробировани . Входные управл емые делители 9 и 10 осуществл ют автоматическое пере ™L ,,f. « -ти от величины входного сигнала и выдачу в программный блок кода масштаба. Управление делител ми осуществл етс  рт преобразователей 21 н 22 напр жение - код. Работа устройства в режиме калибровки осуществл етс  следующим образом. На вход преобразовател  напр жение - код калибруемого канала поступает образцовое напр жение от источника 11 образцовото напр жени , а на вход преобразовател  напр жение - код другого канала - импульсы образцовой частоты от задающего генератора 1 (величина образцового напр жени  задаетс  от ЦВМ). При этом происходит преобразование входных сигналов указанным способом с той лишь разницей, что запуск блока 16 формировани  и сдвига стробимпульсов осуществл етс  по сигналу от блока 26 управлени , при этом происходит сдвиг строба на одну дискрету. С выхода калибруемого канала информаци  начинает поступать только в момент достижени  импульсами, поступающими в другой канал образцовой частоты, определенкого порога, определ емого пороговым блоком , вход щим в состав преобразовател  напр жение - код. Конец поступлени  информации на выход калибруемого канала определ етс  моментом достижени  следующим импульсом образцовой частоты порогового уровн . Количество дискрет между моментами начала и окончани  поступлени  информации на выход калибруемого канала регистрируетс  счетчиком, вход щим в состав блока 16 формировани  и сдвига стробимпульсов . По окончании калибровки ЦВМ производит опрос этого счетчика. Калибровка второго канала производитс  аналогичным образом.

В результате калибровки ЦВМ определ ет коэффициент передачи каналов по напр жению и величину дискрет временной развертки.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет осуществить цифровую коррел цию как аддитивной, так и мультипликативной составл ющей погрещностей измер емого сигнала во времени, проводить статистическую обработку сигнала, производить вычисление любой функции, параметрами которой  вл ютс  скорость изменени  индукции и напр женность магнитного пол , производить автоматическое переключение диапазона измерени , управл ть процессом преобразовани  в зависимости от параметров намагничивающих импульсов и характеристик испытуемых образцов. Это позвол ет повысить точность измерени  и существенно расщирить функциональные возможности устройства.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 746360, кл. G 01 R 33/12, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2803145/18-21, 01.08.79.