Устройство для перемагничивания изделий из магнитомягких материалов Советский патент 1989 года по МПК G01R33/12 

4 со со ю со

Ci

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в автоматизированных устройствах для измерения характеристик магнитомягких материалов, а также для контроля трансформаторов, дросселей. Основной канал 15 включает модулятор 1, генератор 2, усилитель 3 и сумматор 4 и служит для формирования тока намагничивания сердечника 13 в обмотке 11 и резисторе 12. Сигнал с резистора 12 или обмотки 14 через ключ 9 поступает на стробоскопический преобразователь 5, откуда информация поступает в процессор 6, управляющий работой синтезатора 7 и усилителя 8 сигнала коррекции, образующими канал 16. Устройство тактируется блоком 10 синхронизации. Частота работы процессора 6 может быть существенно ниже частоты перемагничивания сердечника 13. Устройство позволяет расширить частотный диапазон характеристик магнитомягких материалов. 6 ил.

Физ.1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в автоматизированных устройствах для измерений характеристик магнито- мягких материалов, а также для контроля трансформаторов, дросселей и т.п.

Цель изобретения - расширение час- тотного диапазона устройства, Q

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 - времен-i ная диаграмма работы генератора; на фиг.З - диаграммы сигнала в режимах синусоидального изменения индукции В 5 (фиг.За) и напряженности Н магнитного поля (фиг.36); на фиг.4 и 5 - модуля тор и блок синхронизации; на фиг.6 - алгоритм работы процессора.

Устройство содержит последователь- 20 но соединенные модулятор 1, генератор 2 сигнала намагничивания, усилитель 3 мощности и сумматор 4, а также стробоскопический преобразователь ; 5, процессор 6, синтезатор 7 сигнала 25 коррекции и усилитель 8 сигнала коррекции коммутатор (ключ) 9, который вместе с преобразователем 5 образует двухканальный аналого-цифровой, преобразователь, блок 10 синхрони- 6 зации.1 Выход сумматора 4 подключен ; к намагничивающей обмотке 11 () и токосъемному резистору 12. На конт- i ролируемом сердечнике 13 расположена j также измерительная обмотка 14 (W). 5 Бпоки 1-4 образуют основной канал 15, блоки 7,8 г канал 16 коррекции.

Модулятор 1 может быть выполнен : в виде повторителя 17 и интегрирую- i щей цепи из резистора 18 и конденса- 40 тора 19« БЛОК 10 может включать ; формирователи 20 и 21 импульсов. .

Устройство работает следующим образом. .

Основной сигнал перемагничивания сердечника 13 формируется каналом Назначение канала 16 заключается в формировании сигнала коррекции, добавляемого к основному в сумматоре 4. Совместная работа каналов 15 и 16 , тактируется блоком 10. Обмотка 11 и резистор 12 образуют цепь намагнйчи- , вания. Кпюч 9 подключает вход преобра -: зователя 5 к измерительной обмотке 14 или К резистору 12. Процессор,6 .- по шиие управления устанавливает величину и выходного сигнала генератора 2 и его частоту д, периодически посылает информацию о требуемых параметрах сигнала коррекции на синтезатор 7, устанавливает диапазон измерений и временной сдвиг строб-импульса преобразователя 5, выдает сигналы на блок 10 (фиг.6).

Устройство при формировании режима синусоидального изменения индукции работает следующим образом.

В память процессора 6 оператором вводится информация о требуемой форме и параметрах сигнала Ug (частоте, ам- пли-гуде и допустимом козффициенте искажения К-го) на обмотке 14 в виде таблицы дискретных значений этого сигнала в моменты времени или в виде аналитического выр.ажения и числа точек дискретизации N. Процессор 6 подает управляющие команды на геиера- тор 2 (устаналивает частоту f и амплитуду сигнала U) и на преобразователь 5 (устанавливает диапазоны измерений по амплитуде и длительности входного сигнала). Затем процессор 6 ьщает сигнал пуска на блок 10, который транслирует этот сигнал в виде синхросигнала U, на модулятор 1. По этому сигналу модулятор 1 вьщает гшавнояарастающее напряжение на управляющий вход генератора 2, на выходе Ko i oporo нарастает напряжение осиовно го сигнала Uo до;заданной амплитуды. Через усилитель.3 и сумматор 4 этот сигнал подается на цепь намагничива- Ния. Преобразователь 5, вход которого подключен к обмотке 14, преобразует мгновенные знач.ения сигИала U в моменты времени t-, t,-, ,.., tjj в соответствующие коды и передает их в процессор 6, Началом отсчета (i «О) при этом .является момент подачи блоком 10 синхроимпульса Up. на пре- образователь 5. Далее процессор 6 вычисляет коэффициент нелинейных искажений сигнала U g по методу быстрого преобразования Фурье (БИФ) и если эти искажения больше допустимых, выдает на синтезатор 7 коды, соответствующие величинам сигнала U g(tj) в дискретные моменты времени t,. Эти величины определяются по формуле

и

(9 « U3(tj) - U(t,.).

(1)

Uj(t j) значение образцового

сигнала в моменты времени 11;

Ug(t;) - значения сигнала на об- моткГе V ц в моменты врег

МВНИ t{.

15

20

, Синтезатор 7 осуществляет кусочно- линейную аппроксимацию сигнала коррекции, представленного рядом дискретных значений V (t) и генерацию этого аппроксимированного сигнала с частотой основного сигнала fo. Синтезатор 7 может быть выполнен в виде управляемого генератора. Совмещение во времени сигналов Us и U -осуществ- Q ляется блоком 10 Сигнал UK усиливается по мощности усилителем 8 и по-. ступает на сумматор 4, где алгебраически суммируется с основным сигналом. Полученный в результате сигнал UA подается в обмотку 11. Циклы измерения мгновенных значений сигналов Ug(t«) и формирования сигналов коррекции и кв повторяются до тех пор, пока не будет сформирован сигнал UA обеспечивающий получение сигнала U-, нелинейные искажения которого не будут превышать заданных величин. Для окончания работы ЭВМ снимает с синхронизатора сигнал пуска и модулятор плавно уменьшает свое выходное напряжение, что приводит к аналогичному снижению до нуля сигналов и U0. При этом происходит размагничивание сердечника 13, состояние которого определяется постоянйой состав- лякмцей выходного сигнала генератора ,2.

Таким образом, весь процесс коррекции сигнала ТТф, включая измере- |Ния Ue(t{,) и выдачу сигналов процес- iсора 6 в синтезатор 7, может вес- тись с достаточно низкой скоростью, ;не-ограничивая при этом частоту пере- :магничивания f.j, на которой работает . основной канал 15.

с . При формировании режима заданного изменения магнитного поля вход стробоскопического преобразователя 5 подключается ключом 9 к потенциальдически, с относительно низкой частотой. При этом изменение первоначальной формы сигнала перемагничивания производится путем суммирования основного сигнала с сигналом коррекции, амплитуда которого в 3-10 раз меньше амплитуды основного сигнала. Поэтому относительная погрешность формирования суммарного сигнала в предлагаемом устройстве оказывается незначительной.

Предлагаемое устройство позволяет также снизить требования к полосе пропу скания усилителя основного сигнала, так как высшие гармоники воспроизводятся усилителем сигнала коррекции, мощность которого составляет 10-20% от мощности основного сигнала.

Применение предлагаемого устройства позволит проводить испытания магнитомягких материалов в процессе их создания, а также контроль магни- топроводов при разработке и производ- 25 стве моточных изделий в режимах,

близких к рабочим в диапазоне частот до сотен килогерц.

30

40

Формула изобретения

Устройство для перемагничивания изделий из магнитомягких материалов, содержащее усилитель мощности, последовательно соединенные намагничивающую обмотку и токосъемный резистор, общий вывод которых подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора, а также измери- тельрую обмотку, первый вывод которой соединен с вторым выводом токосъем- jHoro резистора и общей шиной, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно

ному выводу резистора 12 и производит-45 бжено модулятором, блоком синхрося формирование тока в цепи намагничивания в последовательности, полностью аналогичной предыдущему режиму, Повышение частоты перемагничива- иия достигается введением канала - gg генерации и усиления основного сигнала, а также синтезатора сигнала коррекции, способного работать в автономном режиме. Это позволило исключить работу процессора в режиме реального gg времени при формировании сигнала перемагничивания. Процессор в предлагаемом устройстве выдает сигналы коррекции в синтезатор только перио,низации, сумматором, генератором сигнала намагничивания и последова- тельно соединенными синтезатором сигнала коррекции и усилителем сигнаг ла коррекции, при зтом второй вывод измерительной обмотки соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к выходной шине процессора и к управляющим входам синтезатора сигнала коррекции, блока jсинхронизации и генератора сигнала намагничивания, выход которого соединен с входом усилителя мощности.

5

0

Q

дически, с относительно низкой частотой. При этом изменение первоначальной формы сигнала перемагничива- ния производится путем суммирования основного сигнала с сигналом коррекции, амплитуда которого в 3-10 раз меньше амплитуды основного сигнала. Поэтому относительная погрешность формирования суммарного сигнала в предлагаемом устройстве оказывается незначительной.

Предлагаемое устройство позволяет также снизить требования к полосе пропу скания усилителя основного сигнала, так как высшие гармоники воспроизводятся усилителем сигнала коррекции, мощность которого составляет 10-20% от мощности основного сигнала.

Применение предлагаемого устройства позволит проводить испытания магнитомягких материалов в процессе их создания, а также контроль магни- топроводов при разработке и производ- 5 стве моточных изделий в режимах,

близких к рабочим в диапазоне частот до сотен килогерц.

Формула изобретения

Устройство для перемагничивания изделий из магнитомягких материалов, содержащее усилитель мощности, последовательно соединенные намагничивающую обмотку и токосъемный резистор, общий вывод которых подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора, а также измери- тельрую обмотку, первый вывод которой соединен с вторым выводом токосъем- jHoro резистора и общей шиной, о т л и- чающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, оно

бжено модулятором, блоком синхро,низации, сумматором, генератором сигнала намагничивания и последова- тельно соединенными синтезатором сигнала коррекции и усилителем сигна ла коррекции, при зтом второй вывод измерительной обмотки соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к выходной шине процессора и к управляющим входам синтезатора сигнала коррекции, блока jсинхронизации и генератора сигнала намагничивания, выход которого соединен с входом усилителя мощности.

71499296

выход которого соединен с первый входом сумматора, выход которого со- ; единен с вторым выводом намагничивахн щей odMotKHi причем первый выход С блока синхронизацин соединен с входом модулятора, выход которого соединей с входом регулировки амплитуды генератора сигнала намагс ичивания, выход

Фиг. 2

нодулл/пор

.

Ч

/7 -с1э--г-

/kl9

CfJl/f,4

8

синхронизации которого соединен с тактовыми входами блока синхронизации , второй выход которого соединен с тактовыми входами синтезатора сигнала коррекции и аналого-цифрового преобразоват.ёля, а выход усилителя сигнала коррекции соединен с вторым входом сумматора.

.;Г«

wm

-/

Жга

фцг.5