Устройство дискретного воспроизведения изменяющегося магнитного поля Советский патент 1986 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для создания образцо - вых источников изменяющихся магнитных полей.

Известно автоматическое намагничивающее устройство, содержащее намагничивающую систему, двухтактньй магнитный усилите ь , цифроаналого- вый преобразователь, регистр, блою памяти и блок ввода, дешифратор счи тьшания, двухтактный реверсивный счетчик,, элементы И, блок управления и генератор тактовых импульсов l .

Недостатком этого устройства являются большие искажения формы магнитного поля и низкое быстродействие при получении требуемого закона изменения поля.

Известен источник изменяющегося магнитного поля, содержащий генератор опорной частоты, источник опорного напряжения, счетчик, запоминающее устройство, регистр, цифроанало- говый преобразователь, усилитель, катушку индуктивности и образцовый регистр 2 . IОднако данный источник, реализующий дискретный метод воспроизведения изменяющихся магнитных полей, использует экспоненциально-ступенчатую аппроксимацию при получении требуемого закона изменения магнитного поля.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения требуемого закона изменения магнитного по поля и увеличение быстродействия.

На фиг.1 изображена функциональная схема данного устройства; на фиг.2 - диаграмма работы устройства. Устройство дискретного воспроизведения ИМИ содержит генератор опорной частоты 1, соединенный со счетчиком 2, выход счетчика 2 связан с запоминающим устройством 3. Выход запоминающего устройства подключен к регистру 4, а регистр - к цифро- аналоговому преобразователю 5. Потенциальный вход соединен с источником опорного напряжения 6. Выход ЦАП связан с усилителем 7 и управляемым делителем 8, второй вход которого соединен с общей шиной. Выход усилителя подключен к катушке индуктивности 9, связанной с образцовым резистором 10, соединенным с общей ши213445-2

ной. к первому входу компаратора 11 подключен управляемый выход управляемого делителя, второй вход связан с катушкой индуктивности и образцовым

5 резистором. Выход компаратора соединен с управляющим входом генератора опорной частоты 1. Генератор опорной частоты, счетчик, запоминающее устройство, регистр, цифроаналого10 вый преобразователь ЦАП, источник опорного напряжения образуют задающий генератор.

Устройство работает следующим образом.

15

С генератора опорной частоты 1, .

выполненного в виде генератора одиночного импульса, импульс поступает на вход счетчика 2. С выхода счет20 чика 2 сигнал поступает на запоминающее устройство 3. в запоминающем устройстве 3 считывается требуемая ячейка памяти и на вход регистра 4 поступает заданная кодовая комбина25 ция сигнала. С выхода регистра 4 кодовый сигнал попадает на управляющие входы ПАП. На выходе ЦАП появляется аналоговый сигнал. Амплитуда этого сигнала зависит от значения опорного Напряжения Ug, поступающего на потенциальный вход ЦАП от источника опорного напряжения 6. Выходной сигнал Ugj, (t) с ЦАП поступает на вход усилителя и на управляемый делитель 8. Часть напряжения

30

35 V

g с управляемого делителя 8 посту

пает на первый вход компаратора 11. Напряжение (t) усиливается усилителем 7 и поступает на катушку индуктивности 9, в которой воспроизводится магнитное поле. Магнитная индукция B(t) этого поля пропорциональна протекающему току I(t)

B(t) К. I(t)

(1)

45

где Kg - постоянная катушка по магнитной индукции.

Ток I(t) создает падение напряжения U(t) на образцовом резисто- ре 10. Это напряжение поступает на второй вход компаратора 11. Ток I(t) изменяется по экспоненциальной зависимости

55 I(t)I,,(t).-K,(l-e- ), где IBX (t) - входной ток;

(2)

K«j - коэффициент усиления усилителя по току;

t длительность ступени - импульса входного сигнала; i - постоянная времени

цепи.

Пропорционально току I(t) изменяется и напряжение U(t). При достижении напряжением U(t) уровня V -срабатывает компаратор. Вьпсодным сигналом компаратора 11 запускается генератор опорной частоты 1. Изменяется состояние счетчика 2, и с запоминающего устройства 3 считьшается новое значение кода, изменяется со-г стояние регистра 4. На управляющие входы ЦАП 5 поступает новая кодовая комбинация, и на его выходе появляется новое значение аналогового «сигнала Ugj (t) . Это напряжение поступает на усилитель 7 и управляемый делитель 8. С выхода усилителя уси- ленньгй сигнал поступает на катушку индуктивности 9, где и воспроизводит ся следующее значение аппроксимированного, требуемого закона изменения магнитного поля.

Принцип действия устройства основан на линейной аппроксимации требуемых законов изменения магнитного поля. Выбирают линейный участок зкс- поненциально возрастающей кривой и определяют его уровень. Пропорционально этому уровню выбирается и устанавливается управляемым делителем опорное напряжение V , подаваемое на первый вход компаратора 11. На второй вход компаратора поступает сигнал, пропорциональный магнитной индукции B(t), воспроизводимой катушкой индуктивности. Этот сигнал определяется током I(t), протекающим через катушку индуктивности 9 и образцовый резистор 10. Падение напряжения U(t) на образцовом резисторе, вызванное данным током, поступает на второй вход компаратора 11. При достижении равенства VQ U(t) компаратор подает

сигнал на запуск генератора опорной частоты. На выходе ЦАП 5 появляется новый уровень а налогового сигнала. Алгоритм работы вновь повторяется. Таким образом воспроизводится весь закон изменения ИМП. Так как линейная аппроксимация наиболее точно воспроизводит требуемой формы ИМП, достигается значительное повышение точности создания поля. Точность воспроизведения необходимых законов ИМП достигается за счет выбора квазилинейного участка экспоненциальной кривой.

Увеличение быстродействия достигается за счет установления уровней срабатьтания на начальньк участках . экспоненциальной кривой изменения

магнитной индукции.

Формула изобретения

Устройство дискретного воспроиз- ведения изменяющегося магнитного

поля, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, счетчик, запоминающее устройство, регистр, цифроаналоговый преобразова- тель, усилитель, катушку индуктивности и образцовый резистор, источ- ншс опорного напряжения, подключенный к потенциальному входу цифроана-. логового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения требуемого закона изменения магнитного поля и увеличения быстродействия, оно дополнительно содержит управляемый делитель и компаратор, причем управляемый делитель подключен к выходу цифроаналогового преобразователя и общей шине, а его управляющий выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к катушке индуктивности, а выход - к генератору опорной частоты.. .

Фиг2

Изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано для со здания образцовых источников изменяющихся магнитных полей. Цель изобретения - повьше- .ние точности воспроизведения требуемого закона изменения магнитного поля и увеличение быстродействия. Генератор опорной частоты I, счетчик 2, запоминающее устройство 3, регистр 4, цифроаналоговый преобразователь 5 и источник опорного напряжения 6 образуют задающий генератор. Задающий генератор функционально соединен с усилителем 7, управляющим делителем 8, катушкой индуктивности 9, резистором 10 и компаратором 11. Принцип действия устройства основан на линейной аппроксимации требуемых законов изменения магнитного поля. 2 ил. с 9 (Л to 00 4 4 сд