Устройство для измерения характеристик основной кривой намагничивания магнитных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01R33/14 

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, в частности к устройствам для определения основной кривой намагничивания магнитно-мягких материало и изделий из предназначено дл автоматизации контроля магннтопрово дов при их производстве Известно устройство для измерения магнитных свойств образцов из ферромагнитных материалов, содержашее последовательно соединенные генератор, усилитель, резистор и нама ничивгиощую обмотку, также содержащее измерительную обмотку, йнтеграт тор, стробоскопический смеситель,им пульсный цифровой вольтметр, ЦПУ, регулируемый источник напряжения и нуль-орган, входы которого подключе нь1 к резистору и регулируемому источнику напряжения, а выход к стробоскопическому смесителю. Данное устройство за счет введения регулируемого источника напряжения и нуль-органа позволяет измерять индукцию в образце при заданной напряженности магнитного Однако устройство не позволяетавтоматизировать процесс измерения, так как установка тока намагничивания на выходе усилителя производится оператором вручную, кроме того, устройство не определяет основную кривую намагничивания, являющуюся важнейшей технической характеристикой магнитных материалов. Наиболее близким к предлагаемому по технической- сущности является устройство для определения кривойнамагничивания магнитных материалов -содержащее источник намагничивающего тока, усилитель мощности, соединенный через намагничивак)щую обмо ку с эталонным резистором, измерите ную обмотку, через измеритель поток и аналого-цифровой преобразователь связанную с регистратором, мультиви ратор, блок сравнения, коммутирующе устройство со схемой управления, из .меритель намагничивающего тока, бло уставок, выполненный в виде многоот водного делителя, и второй аналогоцифровой преобразователь. Последовательное включение блока уставки и блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом из мерителя потока, а выход соединен с источником намагничивающего тока и схемой управления дает возможность автоматизировать процесс измерения Соединение выходов измерителей намагничивающего тока и. потока с аналого-цифровыми преобразователями позволяет получить результат измере ния в цифровой форме 2 % Однако устройство нё Обеспечива ет достаточной точности установки заданной индукции, так как сравнение заданной блоком уставки вели- чины напряжения, пропорционального индукции, с напряжением измерителя потока производится в неустановившемся режиме, точность установки заданной индукции получается, низкой (особенно при малых величинах индукции) за счет нелинейности характеристики потенциометра и перерегулировочной характеристики злектромагнитной муфты. Как следствие низкой точности установки заданной индукции точность измерения характеристик кривой намагничивания в заданных точках получается невысокой. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее, усилитель мощности, соединенный через намагничивающую обмотку с эталонным резистором, измеритель-ную обмотку, через измеритель потока и аналогоцифровой преобразователь связанную с регистратором, мультивибратор: и блок сравнения, введены триггер, последовательно соединенные формирователь цифрового кода уставки, цифроаналогЬвый преобразователь кода уставки, делитель напряжения, дополнительный сравнения и логический ключ, счетчик циклов перемагничивания, вход и выход которого связаны с двумя выходами логического ключа, последовательно соединенные со счетчиком циклов перемагничивания счетчик-формирователь, кодовый ключ, импульс-ный цифроаналоговый преобразователь, блок масштабирования и фильтр, выход которого соединен сВХОДОМ усилителя мощности, вторые входы дополнительного и основного блоков сравнения соединены с эталонным резистором, первый вход основного блока сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя кода уставки, а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с вторыми входами логического ключа и регистратора, а второй вход триггера связан с вторыми входами счетчика циклов перемагничивания, счетчика-формирователя, аналого-цифрового преобразователя и вторым выходом формирователя цифрового кода уставки, первый выход которого подключен к второму входу блока масштабирования,входы - к выходам регистратора, а выходы муль тивибратора подключены к третьег- и четвертому входам логического ключа. На- чертеже представлена .структур|Ная схема устройства. : Устройство содержит формирова- тель 1 цифрового кода уставки,цифроаналоговый преобразователь 2 кода уставки, выход которого соединен с , входом 3 блока сравнения и входом делителя 4, а выходделителя 4 соединен с входом дополнительного блока 5 сравнения. Выход блока 5 сравг нения соединен с входом логического ключа 6, а именно с входом инвертора 7 и входом элемента И-НЕ 8 Вторые входы элементов И-НЕ 8 и 9 соединены с выходом мультивибрато ра 10. Выход элемента 8 соеди нен с входом счетчика 11 циклов перемагничивания, а выход элемента ИНЕ 9 и счетчика 11 соединены с входом счетчика-формирователя 12,выход которого соединен с входом кодо вого ключа 13, другой вход которого соединен с выходом мультивибрато1 ра 10. Выход кодового ключа 13 через импульсный цифроаналоговый преобразователь 14, блок 15 масштабирования и фильтр 16 соединен с входом усилителя 17 мощности, выход, которого соединен с намагничивагадеа обмоткой 18 образца, в .цепь которой включен эталонный резистор 19, соединенный с входами блоков сравнения 3 и 5. Измерительная обмотка 18 образца соединена че рез измеритель 20 потока с аналогоцифровым преобразователем 21, Запуск которого соединен с выходом триггера 22 и третьими входами элементов И-НЕ 8 и 9, а выходы аналого-цифрового преобразователя 21 соединены с регистратором 23 измеряемых величин. Устройство работает следующимобразом. Импульс Измерение, поступающий на формирователь 1 цифрового ко да уставки, производит установку в нулевое состояние счетчика 11 циклов перемагничивания и счетчикаформирователя 12 и одновременно устанавливает на выходе триггера 22 потенциал логической единицы. С приходом импульса на выходе формиро вателя 1 устанавливается код первой заданнойуставки намагничивающего тока. Код уставки с выхода формиров теля 1 поступает по шине связи на В25ОД блока 15 масштабирования, на вход регистратора 23 измеряемых величин и на вход цифроаналогового греобразователя 2, который преоб;разует код в эталонное аналоговое напряжение. Эталонное аналоговое напряжение с выхода цифроангшогового преобразователя 2 подается на вход блока 3 сравнения и вход делителя 4. Выходное напряжение делителя 4, равное 0,9-0,95 величины напряжения на выходе цифроаналог вого преобразователя 2, подается на вход дополнительного блока 5 сравнения. На другие входы блоков сравнения 3 и 5 подается напряжение, пропорциональное намагничивающему току, с эталонного резистора -19. в начальный момент величина напряжения на эталонном резисторе 19 равна нулю, поэтому на выходах блоков 3 и 5 сравнения будет сигнал с уровнем логического нуля. Сиг- нал логического нуля с выхода блока 5 сравнения поступает на вход логического ключа 6. Инвертор 7 преобразует уровень логического нуля в уровень логической единицы. На одном входе элемента И-НЕ. 8 будет сигнал логического нуля, поэтому элемент И-НЕ 8 не пропускает тактовые импульсы мультивибратора 10 на вход счетчи са 11. На двух входах элемента И-НЕ 9 будут сигналы логической единицы, поэтому тактовые импульсы мультивибратора 10, имеющие уровень логической единицы,будут проходить на вход счетчика-формирователя 12. Первый прошедший через элемент И-НЕ 9 импульс мультивибгратора 10 формирует на выходе счетчика-формирователя 12 кодовое число, которое через кодовый ключ 13, работающий в им)яульсном режиме с частотой мультивибратора 10, подается, на вход цифро-аналогового преобразрвател 14 и преобразуется в эталонное по величине для поданного кода импульсное напряжение, причем частота следования импульсов равна частоте мультивибратора 10, а ве.личина для первого кодового числа равна единице квантования цифроаналогового преобразователя 14. импульсное аналоговое напряжение с его вывода через блок 15 масштабирования, который рабо-тает как управляемый цифровым кодом формирователя 1 делитель напряжения, подается на вход полосового фильтра 16, настроенного на частоту мультивибратора 10. Синусоидальное напряжение с выхода фильтра 16 подается на вход усилителя 17 мощности, в результате чего в намагничивающей обмотке 18 образца начинает протекать ток некоторой малой амплитуды., величина которой определяется как величиной напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 14, так и коэффициентом деления блока 15 масштабирования, причем коэффициент деления блока 15 масштабирования выбирается из условия обеспечения требуемой точности установки заданного тока намагничивания. Если падение напряжения на эталонном резисторе 19, возникающее за счет тока намагничивания первой малой амплитуды, остается меньше выходного напряжения делителя 4, то сигнал на выходе блока 5 сравнения не изменится, а значит на вход счетчика-формирователя 12 через элемент И-НЕ 9 пройдет следующий импульс мультивибратора 10 и на выходе счет

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОСНОВНОЙ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее усилитель мощности,соединенный через намагничивающую обмотку с эталонным резистором, измерительную обмотку, через измеритель потока и аналого-цифровой преобразователь связанную с регистратором, мультивибратор и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено триггером, последовательно ,соединенными формирователем цифрового кода уставки,цифроаналоговым преобразователем кода уставки, делителем напряжения, дополнительным блоком сравнения и логическим ключом, -счетчиком циклов перемагничивания, вход ..и выход которого связаны .с двумя выходами логического ключа, последовательно соединенными со счетчиком, циклов перемагничивания, счетчиком-формирователем, кодовым ключом, импульсным цифроаналоговым преобразователем, блоком меиштабирования и фильтром, выход которого соединен с входом усилителя мощности, вторые входы дополнительного и основного блоков сравнения соединены с эталонным резистором, первый вход основного блока сравнения соединен с выходом цифроаналогового преобразователя кода уставки, а выход соединен с первым входом тригс гера, выход которогосоединен с вто« рыми входами логического ключа и (Л регистратора, а второй вход триггера связан с вторыми входами счетчика ц,иклов перемагничивания,счетчика-формирователя, аналого-цифрового преобразователя и.вторым выходом формирователя цифрового кода уставки, первый выход которого подключен к второму входу блока масштабирования, входы - к выходам регистрато4;; о ра, а выходы мультивибратора подключены к третьему и четвертому входам логического ключа.