Устройство для перемагничивания ферромагнитных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01R33/12 

4

со со ю

со

Ч

Изобретение относится к устройствам для намагничивания и может быть использовано для получения заданной формы изменения намагничивающего тока и индукции при измерении параметров и характеристик ферромагнитных материалов и изделий из них, а также в производственных условиях для контроля магнитопроводов в постоянных квазистатических и переменных полях вплоть до частот порядка сотен килогерц.

Цель изобретения - расширение диапазона частот перемагничивания и устранение выбросов в сигнале намагничивающего тока.

Сущность изобретения заключается в том,- что из запоминающего блока,; воспроизводится информация сразу о нескольких точках сигнала намагничива .ния, эта информация записывается в ()-разрядный параллельный регистр, и затем поочередно через равные промежутки времени в.каждьй из (К-1)п- разрядных регистров, после записи информации в последний п- разрядный регистр происходит запись информации в ()-разрядной регистр и т.д. циклически. Кроме то го, намагничивающий ток в каждый момент времени соответствует работе одного из цифроаналого- вых преобразователей (ЦАП) в то Время как в остальных происходит подготовка (переходньй процесс), переходные . процессы в каждом из ЦА11 начинаются в разные моменты времени, а именно, в моменты времени записи информации в соответствующий регистр, выходной ток от каждого ЦАП передается на вход усилителя мощности поочередно и циклически с помощью быстродействующих переключателей тока в моменты времени когда переходной процесс в данном ЦАП закончился.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для частного случая К 4, где К - количество работающих параллельно ЦАП; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор I тактовой частотыi распределитель 2 импульсов, счетчик 3, га-разрядный регистр 4, запоминающий блок 5, (4.п)- разрядный регистр 6, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 7-10, п-оазряд- ные регистры 11-13, переключатели 1417 тока усштитель 18 мощности, источник 19 опорного напряжения, источник 20 питания и выходную шину 21.

Выход генератора 1 тактЬвой часто ты соединен с входом распределителя 2 импульсов, первый выход которого подсоединен к счетному входу счетчика 3, входу синхронизации т-разряд ного регистра 4, входу управления считывания запоминающего блока 5 и входу синхронизации записи (4«п-)- разрядного регистра 6, счетчик 3, первый регистр 4, запоминакнций блок 5 и (4.п)-разрядный регистр 6 соединены последовательно, вход первого цифроаналогового преобразователя 7 подключен к первому информационному выходу регистра 6, а входы следующих трех цифроаналоговых преобразователей 8-10 подключены соответственно к трем последующим информационным выходам регистра 6 через соответствующие п-разрядные регистры 11-13; токовые выходы всех цифроаналоговых преобразователей 7-10 подключены к входам соответствующих переключателей 14 - 17 тока, выходы которых о.бъеди- |Нены и подключены к входу усилителя 18 мощности, выход которого со- единен с выходной шиной 21, выходы питания переключателей 14-17 тока подсоединены к положительному полюсу источника 20 питания; входы управления переключателей 14 - 17 тока подсоединены соответственно к первому,второму, третьему и четвертому выходам распределителя 2 импульсов.Кроме того, второй, третий и четвертый выходы распределителя 2 импульсов соединены с входами синхронизации записи регистров 11-13 соответственно; выход источника 19 опорного напряжения подключен к опорным входам каждого циф- роаналогового преобразователя 7-10.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 включается и начинает генерировать импульсы с частотой, в превышающей требуемую частоту перемагничивания (фиг..2,а) . В дальнейшем работа устройства происходит циклически. По переднему фронту сигнала С1 (фиг.2,б), поступающего с первого выхода распределителя 2 импульсов происходит запись информации из счетчика 3 в регистр 4 и послед5тощее изменение содержимого адресного счетчика 3. Через промежу- ,ток времени Ссч(.2,б) на выходе

запоминающего блока 5, в котором хранится информация о всех точках кривой намагничивания, устанавливается информация, хранимая в данной ячейке памяти. В момент времени t по переднему фронту сигнала С1 происходит запись информации в регистр 5. На входе ЦА11 7 происходит изменетт ние информации,.что вызьтает пере- д ходной процесс установления выходного тока ЦАП 7 (фиг.2,з). В момент времени t выходной ток ЦАП 7 направляются через переключатель тока 14 к входу усилителя мощности 18. В 15 момент в ремени t, по переднему фронту сигнала С2 (фиг.2,в) 1фоисходит запись информации из второй группы по п разрядов регистра 6 в регистр 11, что вызьшает переходной процесс устанрв.- 20 ления выходного тока ЦАП 8 (фиг,2,и). К моменту времени tg выходной ток ЦАП В устанавливается -и в интервале времени (tg, tg-) происходит подключение выхода ЦАП 8 через переключа- 25 тель тока 15 по управляющему сигналу С2 к входу усилителя 18 мощности.

Аналогично, в моменты времени t, t записывается информация в регистры 12 и 13 (.2,д,е), что вызьшает зо переходные процессы в ЦАП 9 и ЦАП 10 (фиг.2, к,л). В интервалы времени

( t io) (tfo, t ii) выходы ЦАП 9 и ЦАП 10 подключаются к входу усили- теля 18 мощности. Следовательно, в каждый момент времени к входу усилите- ля 18 мощности подключается фолько один из ЦАП 14-17, в то время как в других ЦАП происходит установление

выходного тока.40

. В течение одного цикла работы устройства tg-t, t4-tg, 8 и т.д. происходит поочередное подключение -ЦАП к входу усилителя 18 мощности, при этом перекрываются интер- g валы времени подготовки информации цифроаналоговым преобразователем; (t, t) ЦАП 7, (tg, tg) ЦАП 8, (tj, t) ЦАП 9, (t, t,) ЦАП 10 (фиг.2). 50

В течение каждого из циклов производится только один цикл считывания информации из запоминающего блока 5. При этом на каждый цикл приходится К (в данном случае 4) интервала дис- кретизации сигнала намагничивающего тока по времени. На выходе усилителя 1В мощности формируется сигнал тока перемагничивания (фиг.2,м).

35

д 15 20 25

зо

40

g 50

35

В силу циклического характера процессов в устройстве наилучшим моментом времени изменения кода на входе ЦАП является окончание интервала времени, в течение которого данный ЦАП подключен к входу усилителя 18 мощности. В этом случав наиболее полно реализуется быстродействие ЦАП и регистров 6,11,12,13.

В момент времени происходит отключение переключателем 14 тока, поступающего от ЦА1Г 7, от входа уси- лител я 18 мощности и .подключение переключателем 15 тока, поступающего от ЦАП 8 к усилителю мощности, запись очередного адреса из счетчика 3 в регистр 4, запись содержимого предыду-. щей ячейки памяти в регистр 6 (последнее возможно вследствие наличия неко-. торого времени удержания информации на выходе, запоминающего блока) изменение состояния адресного счетчика 3, начало процесса установления информации (соответствующей новому адресу) на выходе запоминающего блока 54- В момент времени t происходит отключение переключателем 15 тока, поступающего от ЦАП 8, от входа усилителя мощности и подключение переключателем 16 тока, поступающего от ЦАП 9 ко входу усилителя мощности, запись информации, находящейся на предыдущей ячейке памяти из второй группы по п разрядов регистра 6 в регистр 11, что вызьшает переходной процесс . установления информации в регистр 11, а следовательно, и в ЦАП 8. I В момент времени t происходит отключение переключателем 16 тока, поступающего от ЦАП 9, от входа усилителя мощности 18 и подключение переключателем 17 тока, поступающего от ЦАП 10 к входу усилителя мощности 18, запись информации, находящейся в предьщущей ячейке памяти из третьей группы по п разрядов регистра 6 в регистр 12, что вызывает переходной процесс установления информации в регистре 12, а следовательно, и в ЦАП 9.

В момент времени tj происходит отключение переключателем 17 гока, поступающего от ЦАП 10, от входа усилителя 18 мощности и подключение переключателем 14 .тока, поступающего,, от ЦАП 7 к входу усилителя мощности, и запись информации, хранящейся в предыдущей ячейке памяти из четвертой

группы по п разрядов регистра 6 в регистр 13, что вызывает переходной процесс установления информации в регистре 13, а следовательно, и в ЦАП 10.

В момент .времени t4 производятся те же действия, что и в момент времени to с тем; исключением, что в рет гистр 6 производится запись информа- ции, хранящейся не в предьщущей ячейке памяти, и в той ячейке, адрес которой начинал устанавливаться в :момент t0.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Устройство для перемагничивания ферромагнитных материалов, содержащее генератор тактовой частоты, счет- чик, запоминающий блок, усилитель мо циости, источник опорного напряже- ния, источник питания и цифроаналого- .вый преобразователь, отличаю- щ е е с я. тем, что, с целью расширения диапазона частот перемагничивания и устранения выбросов в сигнале намагничивакяцего тока,-оно снабжено т-разрядным регистром, п-К-разрядным регистром, К- п-разрядными регистрам ми, К-1 цифроаналоговыми преобразователями, К переключателями тока и распределителем импульсов, при этом выход генератора тактовбй частотй подключен к входу распределителя импульсов, первый выход которого соединен с управляющими:: входами счетчика, ш-разрядного регистра, запоми- , нающего блока, П К-разрядного регистра и первого переключателя тока, а каждый из оставшихся К-1 выходов распределителя импульсов соединен с управляющими входами соответствукнцих I п-разрядного регистра и переключателя ,тока, информационный выход счетчика через последовательно соединенные ю-разрядный регистр и запоминающий блок соединен с информационным входом п. К-р аз рядного i регистра,,- первый информационный выход которого соединен с информационным входом первого v. цифро-аналогового преобразователя, а каждый из оставшихся информационных выходов п« К-разрядного регистра соединен с информационным входом соответствующего п-разрядного регистг ра, информационный выход каедого из К-1 п-разрядных регистров подключен к информационному входу соответствующег го цифроаналогового преоб азователя, токовый выход каждого цифроаналого- вого преобразователя соединен с входом соответствукнцего переключателя тока, входы питания переключателей тока подключены к выходу источника питания, а их выходы соединены меящу .собой и через усилитель мощности подключены к выходной шине устройства, выход источника опорного напряжения соединен с опорными входами всех цифроаналоговьрс преобразователей.

п)1н. Ч

Изобретение относится к устройствам для намагничивания и может быть использовано для получения заданной формы изменения намагничивающего тока и индукции при измерении параметров и характеристик ферромагнитных материалов и изделий из них. Цель изобретения - расширение диапазона частот перемагничивания и устранение выбросов в сигнале намагничивающего тока - достигается за счет того, что из запоминающего блока воспроизводится информация сразу о нескольких точках сигнала намагничивания, и эта информация параллельно преобразуется в аналоговый сигнал в соответствующих цифроаналоговых преобразователях (ЦАП). Выходной ток от каждого ЦАП подается на вход усилителя мощности поочередно и циклически с помощью быстродействующих переключателей тока в моменты времени, когда переходный процесс в данном ЦАП заканчивает. Устройство содержит генератор 1 тактовой частоты, распределитель 2 импульсов, счетчик 3, M - разрядный регистр 4, запоминающий блок 5, 4N - разрядный регистр 6, ЦАП 7-10, N - разрядные регистры 11-13, переключатели 14-17 тока, усилитель 18 мощности, источник 19 опорного напряжения, источник 20 питания и выходную шину 21. 2 ил.

.2