Устройство для измерения импульсных магнитных полей Советский патент 1985 года по МПК G01R33/02 

111 Изобретение ртносится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения максимального значения индукции однократного импульса магнитного поля, Известно устройство, содержащее магнитоизмерительный преобразователь с двумя выводами для снятия сигнала (преобразователь Холла, усилитель, пик-детектор и регистрирующее устройство (вольтметр постоянного тока). Устройство работает следующим образом. В импульсном магнитном поле В (t) напряжение на выходе магнитоизмерительного преобразователя U(iJ пропорционально индукции В(i|, Максимальное значение напряжения UCt) усиленное усилителем, преобразуется пик-детектором в квазипостоянное напряжение. Регистрирующее устройство, отградуированное в единицах магнитной индукции,измеряет его квазипостоянное напряжение, и по величине показаний регистрирующего, устройства судят о максимальном значении индукции однократного импульса магнитного поля ClIt Недостатком такого устройства является большая погрешность измерений, обусловленная большой зависи мостью результата измерений от изменений коэффициента преобразования пик-детектора при изменении амплитуды, длительности и формы однократного импульса магнитного поля. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее магнитоизмеритель ный преобразователь с двумя выводами для снятия сигнала (измерительный преобразователь ), цифровой вольтметр постоянного тока, ключ, вход которого подключен к источнику регулируе мого напряжения постоянного тока, а его управляющий вход - к генератору однократных импульсов, и последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, пик-детектор и регистрирующее устройство Г23, Недостатками известного устройств являются большая погрешность измерения максимального значения индукции однократного импульса магнитного , поля, обусловленная изменением коэффициента преобразования пик-детектор за счет разной формы измеряемого . импульса магнитного поля, близкой к косинусоидапьной форме, и градуировочного импульса прямоугольной формы,. Цель изобретения - повьшзение точности измерения максимального значения индукции однократного импульса магнитного поля. Поставленная цель достигается тем, что в.устройство для измерения импульсных магнитных полей,содержащее магнитоизмерительный преобразователь, цифровой вольтметр,ключ, вход которого подключен к источнику регулируемого напряжения постоянного тока, а его управляющий вход - к выходу генератора однократных импульсов, последовательно соединенные пикдетектор и регистрирующийблок, а также усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, дополнительно введены блок ограничения сигнала по минимуму, усилитель, фильтр низких частот и делитель напряжения, при этом выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с входом пик-детектора через последовательно включенные блок ограничения сигнала по минимуму и усилитель, первбш выход магнитоизмерительного преобразователя подсоединен к входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а его второй выход к входу цифрового вольтметра и выходу фильтра низких частот,вход которого через делитель напряжения подсоединен к выходу ключа, а управляющий режимом работы вход цифрового вольтметра подключен к выходу генератора однократных импульсов, На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения импульсных магнитных полей. Устройство содержит последовательно соединенные магнитоизмерительный преобразователь 1, усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, блок 3 ограничения сигнала по минимуму, усилитель 4, пик-детектор 5 и регистрирующий блок 6,цифровой : вольтметр 7, фильтр 8 нижних частот, вход которого через делитель 9 напряжения и ключ 10 подключен к выходу генератора 11 однократных импульсов, а также источник 12 регулируемо го напряжения постоянного тока, выход которого подключен к второму входу ключа 10,. Устройство работает следующим об разом. При воздействии импульса магнитного поля B(t} на магнитоизмеритель ный преобразователь 1- между его пер вым и вторым выходами возникает импульсный сигнал,пропорциональный индукции импульсного магнитного пол Этот сигнал поступает на вход усили ля с регулируемым коэффициентом у ления через первый вывод магнитоизмерительного преобразователя, а через второй его выход и параллельно соединенные входное сопротивление цифрового вольтметра 7 и выходное сопротивление фильтра 8 нижних частот этот сигнал поступает на общую шину устройства. Усиленный сигнал ограничивается в блоке 3 ограничения сигнала по минимуму.Максимальное значение верх ней неограниченной части сигнала после усиления усилителем 4 преобразуется пик-детектором 5 в квазипостоянное напряжение, которое фиксируется регистрирующим блоком 6. В отсутствие импульса магнитного поля при неизменном коэффициенте усиления усилителя 2 устанавливают выходное напряжение источника 2 регулируемого напряжения постоянног тока на входе ключа 10 таким,чтобы показание регистрирующего блока 6 при подаче на вход усилителя 2 через делитель 9 напряжения, фильтр 8 нижних частот и выходное сопротивление магнитоизмерительного преобразователя 1,сформированного из вых ного напряжения источника 12 напряжения калибровочного однократного импульса,было равным показанию регистрирующего устройства при воздействии на магнитоизмерительный преобразователь импульса магнитного поля. При калибровке генератор 1I однократньж импульсов формирует импульсы фиксированной длительности, величина которой выбирается несколько большей времени измерения цифрового вольтметра 7 в режиме однократного запуска. Эти импульсы управляют работой ключа 10 и цифровым вольт- . метром 7,обеспечивая работу вольтметра в режиме однократного запуска. Таким образом, давление блока ограничения сигнала,усилителя,, делителя напряжения,фильтра низких частот, их соответствующее включение позволяют повысить точность и сократить время измерения максимального значения индукции однократного импульса магнитного поля. Точность измерения максимального значенияиндукции импульса магнитного поля в устройстве для измерения импульсных магнитных полей по сравнению с известным устройством повышена благодаря существенному уменьшению влияния изменений коэффициента преобразования пик-детектора при изменениях параметров импульса магнитного поля (в том числе и формы импульса.), а также благодаря обеспечению в процессе измерения постоянства режима работы (нет переключений) всех основных узлов устройства и уменьшению влияния параметров клю- ча на результаты измерений.

УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержащее магнитоизмерительный преобразователь, цифровой вольтметр, ключ, вход которого подключен к источнику регулируемого напряжения постоянного тока, а его управляющий вход к выходу генератора однократных импульсов, последовательно соединённые пик-детектор и регистрирующий блок, а также усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, отличающееся тем, что, для повышения точности измерений, в него .,: дополнительно введены блок ограничения сигнала по минимуму, усилитель, фильтр низких частот и делитель напряжения, при этом выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с входом пик-детектора через последовательно включенные блок ограничения сигнала по минимуму и усилитель, первый выход магнитоизмерительного преобразователя подсоединен к входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а его второй выход - к входу цифрового вольтметра и выходу фильтра низких частот, вход которого через делитель напряжения подсоединен к выходу ключа, а управляющий режимом работы вход цифDd ЭО М рового вольтметра, подключен к выходу ,генератора однократных импульсов.