Феррометр Советский патент 1983 года по МПК G01R33/14 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения парамет ров ферритов и других магнитных материалов. Известен феррометр, содержащий последовательно соединенные генера тор прямоугольных импульсов, дифференцирующую цепь, генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, блок интеграторов, сум матор, перемножитель напряжений, усилитель, обмотку перемагничивани и эталонный резистор, последовател но соединенные источник эталонного напряжения, компаратор и согласующий блок, подключенный к второму входу усилителя, измерительную обмотку, связанную с интеграторами, осциллограф, а также генератор гармонических колебаний, подключенный к генератору прямоугольных импульсов 1 . Однако этот феррометр не обеспечивает измерение частотной зависимости параметров петли гистерезиса ферромагнетиков в расширенном частотном диапазоне с заданной степенью точности. Ошибка измерения я этом случае обусловлена, в основ-iOM, ошибкой интегрирования напряжения и dB/dt, снимаемого с измерительной обмотки. Цель изобретения - повышение точности измерения частотной зависимости параметров динамической петли гистерезиса ферромагнетиков. Поставленная цель достигается тем, что в феррометр, содержащий последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, дифференцирующую цепь, генератор тактовы импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, блок интеграторов, сумматор, перемножитель напряжений, усилитель обмотку перемагничивания и эталонны резистор, последовательно соединенн источник эталонного напряжения,компаратор и согласующий блок, подключенный к второму входу усилителя ,, из мерительную обмотку, связанную с ин теграторами, осциллограф, а также г нератор гармонических колебаний,под ключенный к генератору прямоугольных импульсов, дополнительно введены последовательно соединенные источники эталонного напряжения,элементы И, сдвигающий регистр и первы электронный 1 -оммутатор, а также пос ледовательно соединенные второй электронный коммутатор и масштабный усилитель, подключенный к осциллогр фу, при этом вторые входы элементов И соединены с выходом сумматора, второй вход первого электронног коммутатора соединен с измерительно обмоткой, а его выходы - с входами интеграторов, выходы которых связаны с управляющим входом второго электронного коммутатора, информационными входами подключенного к выходам сдвигающего регистра. На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - график частотных характеристик интеграторов . Устройство включает генератор 1 прямоугольных импульсов, дифференцирующую цепь 2, генератор 3 тактовых импульсов, двоичный счетчик 4, дешифратор 5, генератор б гармонических колебаний, аналоговый перемножитель 7 напряжений, сумматор 8, блок 9 интеграторов, согласующий блок 10, усилитель 11, источники 12, 13 и 14 эталонного напряжения, элементы И 15, 16 и 17, перемагничивающую обмотку 18, измерительную обмотку 19, сдвигающий регистр 20, компаратор 21, источник 22 эталонного напряжения, измерительный резистр 23, электронный коммутатор 24, интеграторы 25, 26 и 27, электронный коммутатор 28, масштабный усилитель 29, усилитель 30 вертикального отклонения, электроннолучевую трубку 31, усилитель 32 горизонтального отклонения. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 прямоугольных импульсов модулирует несущую генератора б гармонических колебаний фиксированных кратных частот. При этом на выходе генератора б образуются радиоимпульсы, частота заполнениякоторых дискретно .изменяется во времени в следующей последовательности: со 2 fo 3 со 4 W 5ш... nto, СО , 2 ы ..., где п определяется требуемым частотным диапазоном исследования свойств ферромагнетика. Радиоимпульсы поступают на один из входов аналогового перемножителя 7 напряжений. 11мпульсы на выходе дифференцирующей цепи 2 отрицательной и положительной полярности соответственно запускают и останавливают генератор 3 тактовых импульсов. Двоичный счетчик 4 считает до п-го импульса, каждый из которых через дешифратор 5 и блок 9 интеграторов суммируется сумматором 8. Результирующее напряжение, с выхода сумматора изменяющееся ступенчато-пропорционально частоте заполнения радиоимпульсов, поступает на другой вход перемножителя. В результате перемножения амплитуда каждого радиоимпульса на входе, усилителя 11 пропорцио нальна частоте его заполнения. Одновременно с выхода сумматора 8 ступенчато возрастающее напряжение подается на один из входов элементов и 15, 16 и 17, другой вход которых соединен соответственно с источниками 12, 13 и 14 эталонного напряжения. Значения эталонных напряжений задаются исходя из требуемого значения частоты заполнения (J р.и при которой необходим переход на интегратор с другой постоянной времени интегрирования t, а следовательно, и из соответствующего в данный момент уровня ступенчато возрастающего напряжения UCT.B Поэтому потенциальные уровни на выходе элементов И 15, 16 и 17 появляются только в моменты равенства частоты заполнения СОр.и в цикле Тц верхней рабочей частоте Wg интеграторов 25, 26 и 27, В результате этого импульсы с выхода сдвигающего регистра 20 последовательно поступают на соответствующие информационные входы электронных коммутаторов 24 и 28. Коммутация интеграторов осуществляется электронным коммутатором 24, а необходимое при. этом изменение коэффициента передачи в канале индукции - коммутацией входов масштабного усилителя 29 коммутатором 28. Интеграторы перекрывают заданный частотный диапазон измерений и отличаются постоянными времени интегрирования L, 11, 3- Рабочие участки,в пределах которых интегрирование наиболее точно, определены нижними озц,

бОнтт Иг верхними со9,, w г W &з частотами.

t Nrrtflp

Типовой простейший интегратор имеет передаточную функцию

W(p) -f/(PRC), где Р - оператор Лапласа,

RC - постоянная времени интегратора.

С учетом коэффициента усиления К усилителя интегратора и входного сопротивления Ug R

0

.n, (1) где RC ( К ч J. эквивалентная постоянная времени. Выражение (1) показывает, что реальный интегратор ведет себя как

5 инерционное звено первого порядка. Запишем (1) в иной форме

2)

где S « 1.

0

Из выражений fl) и (2) видно,что реальный интегратор имеет частотную характеристику отличную от характеристики идеального интегратора выые частоты 60 в за счет конечного зна5чения коэффициента К и ниже частоты СОц - за счет утечки емкости С через L) вх

Феррометр позволяет повысить точность измерения частотной зависимос0ти параметров динамической петли гистерезиса ферромагнетиков в расширенной области частот, кроме того, сокращается время и трудоемкость получения результатов.

ФЕРРОМЕТР по авт.св. № 998989, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частотной зависимости параметров динамической петли гистерезиса ферромагнетиков, в него дополнительно введены последовательно соединенные источники эталонного напряжения, элементы И, сдвигающий регистр и первый электронный коммутатор, а также последовательно соединенные второй электронный коммутатор и масштабный усилитель,подключенный к осциллографу, при этом вторые входы элементов И соединены с выходом сумматора, второй вход первого электронного коммутатора соединен с измерительной обмоткой, а его выходы - с входами интеграторов, выходы которых связаны с управляющим входом второго электронного коммутатора, информационныг-1и входами подключенного к выходам сдвигающего регистра. ;:д 4 00