Веберметр Советский патент 1986 года по МПК G01R33/02 

I1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано ,цля измерения магнитного потока в образцах ферромагнитных материалов при измерении их магнитных параметров .

-Целью изобретения является повышение точности измерения магнитного потока.

Поставленная цель достигается тем, что момент окончания интегрирования измерительного импульса, определяется не пороговым элементом, а цифровой схемой совпадения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительную катушку Ij интегратор 2, выполненный как например в веберметре типа , аналого-цифровой преобразователь (А1Щ)3, блок 4 отсчета 5 блок 5 памяти, блок 6 совпадения, выполненный, например, в виде цифрового компаратора j блок 7 задержкир генератор 8 импульсов запуска,

Веберметр работает следующим образом.

При сцеплении витков измерительной катушки 1 с изменяющимся магнит- HbtM потоком J в ней индуктируется ЭДС . е -Wdtp/dt, (1) где W - число витков измерительной

катушки 1,

ЭДС поступает на интегратор 2, напряжение на выходе которого пропорционально приращению магнитного потока за время интегрирования t;

U kujet5l: K,Wb,

(2)

где К - постоянная интегратора 2

Это напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя З где оно преобразуется в цифровой код при поступлении на его Управля- кнций вход импульса с генератора 8 импульсов запуска, задержанного в блоке 7 задержки на время, необходимое для записи информации в блоке 5 памяти„ Частота следования этик импульсов определяет период последовательных преобразований напряжения на выходе интегратора 2 в цифровой код. Перед каждым преобразованием код, соответствующий значению напряжения на выходе ин тегратора 2 при предыдущем преобразовании, записывается в блок 5 памяти при поступлении на его унтравля;0

5

20

25

67472

}а11;ий вход импульса непосредственно с выхода генератора 8 импульсов запуска.

После окончания каждого преобра- зования в аналого-цифровом преобразователе 3 на его выходе синхронизации (|юрмируется импульс, который поступает на управляющий вход блока 6 совпадения, в котором происходит сравнение кодов на его входах в момент поступления этого импульса. На выходе.блока 6 совпадения формируется сигнал только при совпадении кодов на его входах,т.е. при равенстве напряжения на выходе интегратор а 2 между двумя последовательными преобразованиями. Следовательно, этот сигнал определяет момент, когда напряжение на выходе интегратора 2 прекращает изменяться, а вЭДСв измерительной катушке 1 становится равной нулю, т.е. определяет длительность изменения измеряемого магнитного потока. Причем погрешность определения этой длительности не превышает погрешности основного измерительного узла - интегратора 2 с аналого-цифровьГм преобразователем 3j так как дальнейшая обработка сигналов ведется в цифровом виде. Сигнал с выхода блока 6 совпадения поступает на управляющий вход блока 4 отсчета, в котором происходит регистрация в цифровом виде напряжения

F

35 на выходе интегратора 2, пропорционального согласно выражению (2), измеряемому приращению магнитного потока за все время его изменения. Сигнал с выхода блока 6 совпаде40 НИН может быть использован при применении предлагаемого веберметра в автоматизированных магнитоизмеритель- ных системах как сигнал окончания измерения данного приращения магнит45 ного потока и разрешения следующих измерений или операции обмотки информации например, в автоматизированных устройствах для измерения статических магнитных параметров ферромагнит50 ных материалов).

Пог решность измерения магнитного потока, обусловленная конечной чувствительностью порогового элемента, при использовании известного устрой55 ства определяется формулой

5 е„у|м „„, /2« й8;, (3) где - уровень ЭДС на один виток , измерительной катушки,

30

8i 8

S/N

при котором фиксируется окончание изменения магнитного потока} приращение магнитной индукции образца, соответствующее измеряемому приращению магнитного потока;

N - число измеряемых точек характеристики j ). В предлагаемом веберметре момент окончания интегрирования определяется моментом равенства двух последовательных значений напряжения на выходе интегратора, преобразованных с помощью А1Щ в цифровой код, которые отсчитываются через определенные, заранее выбранные промежутки времени t. Погрешность, обусловленная неточностью определения момента окончания изменения измеряемого магнитного потока, зависит от зоны неопределенности АДП, т.е. минимальной разности напряжений на его выходе, которая вызывает изменение выходного кода АЦП. Эта зона неопределенности зависит от,случайной составляющей погрешности преобразования АЦП и определяется ею.

В зону неопределенности АЦП при- . мем порог его чувствительности ЛU,- Из формулы (2) следует, если

К jedts U то устройство фиксирует

о

момент окончания процесса перемаг- ничивания. На основании теоремы о среднем

Ь Kjedt K e,put

Ku

e,, (4)

где f - частота импульсов запуска.

Отсюда можно получить

Ч

(5)

Таким образом, порог реагирования устройства в Ку раз меньше порога чувствительности АЦП. При этом час-- тота импульсов запуска выбирается в соответствии с допустимой погрешностью измерений, которая может быть установлена меньше инструментальной погрешности интегратора.

Формулаизобретения

Веберметр, содержащий измерительную катушку, интегратор, генератор импульсов и блок отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок совпадения, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и блок задержки, причем вход интегратора соединен с измерительной катушкой, а выход подключен к пер- вому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход аналого- цифрового преобразователя связан с выходом блока задержки, первый выход аналого-цифрового преобразователя подключен к управляющему входу блока совпадения, а второй - к ре- гистрирукяцему входу блока отсчета, к первому входу блока совпадения и входу блока памяти, выход генератора импульсов соединен с входом блока задержки и с управлякяцим входом блока памяти, выход блока памяти подключен к второму входу блока совпадения, а выход блока совпащения .связан с управляющим входом блока отсчета.

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения магнитного потока в образцах ферромагнитных материалов при измерении их магнитных параметров. Веберметр содержит измерительную катушку 1, интегратор 2,аналого-цифровой преобразователь 3,блок 4 отсчета, блок 5.памяти, блок 6 совпадения, блок 7 задержки и генератор 8 импульсов запуска. Блок 6 совпадения может быть выполнен в виде цифровог о компаратора, В веберметре момент окончания интегрирования определяется моментом равенства двух последовательных значений напряжения на выходе интегратора, преобразованных в цифровой код, которые отсчитываются через определенные заранее выбранные промежутки времени, 1 ил. (Л