Устройство для исследования магнитных свойств материалов Советский патент 1989 года по МПК G01R33/12 

(Л

315188

жение треугольной формы. Этот сигнал поступает на вход преобразователя 29 треугольник - синус, с выхода которого напряжение синусоидальной формы поступает в модулирующую катушку 5 накладываясь на медленно меняющееся магнитное поле сверхпроводящего соленоида 2. В измерительных катушках 7-9 возникает ЭДС, по величине которой можно судить о параметрах образца 1. Сигналы в катушках по амплитуде значительно меньше шумов, поэтому дпя их выделения используется синхронное накопление. Количество точек на10

15 копления задается блоком 24 управления..

Это уставка подается на формирователь 23 записи. В нулевом цикле накопления коммутатор 18 последовательно подключает на вход аналого-цифрового преобразователя 19 сигналы с резистора 4 и блоков 14-16 выборки хранения, В сумматоре 20 происходит суммирование, результат которого записьгеается в оперативное запоминающее устройство 2J нaкoпJieния. Устройство содержит усилители JO-13, а также компенсационную катушку 6 и блок 17 выборки-хранения, входящие в состав блока 30 компенсации . 1 2 ил.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при фундаментальных исследованиях магнитных свойств материалов, в частности полного вектора магнитного момента. Целью изобретения является повышение точности измерения, в частности полного вектора магнитного момента. Импульсные сигналы с выхода генератора 25 через блок 26 управления знаком поступают на вход реверсивного счетчика 27. Цифроаналоговый преобразователь 28 формирует напряжение треугольной формы. Этот сигнал поступает на вход преобразователя 29 "треугольник-синус", с выхода которого напряжение синусоидальной формы поступает в модулирующую катушку 5, накладываясь на медленно меняющееся магнитное поле сверхпроводящего соленоида 2. В измерительных катушках 7-9 возникает ЭДС, по величине которой можно судить о параметрах образца 1. Сигналы в катушках по амплитуде значительно меньше шумов, поэтому для их выделения используется синхронное накопление. Количество точек накопления задается блоком 24 управления. Эта установка подается на формирователь 23 записи. В нулевом цикле накопления коммутатор 18 последовательно подключает на вход аналого-цифрового преобразователя 19 сигналы с резистора 4 и блоков 14-16 выборки хранения. В сумматоре 20 происходит суммирование, результат которого записывается в оперативное запоминающее устройство 21 накопления. Устройство содержит усилители 10-13, а также компенсационную катушку 6 и блок 17 выборки-хранения, входящие в состав блока 30 компенсации. 12 ил.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при фундаментагц ных исследованиях магнитных с;войств материалов, в частности полного вектора магнитного мента.,

Целью изобретения является повьшхе кие точности измерения, в частности полного вектора магнитного момента.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного устройстваi на фиг. 2 - временная диаграмма работы источника модуляции; на фиг. 3 - функциональная схема блока управлени на фиг.4 и 5 - временные диаграммы его работы , на фиг. 6 - функциональ- на я схема формирователя записи , йа фиг. 7 - временная диаграмма его работы; на фиг. В - функциональная схема блока связи с ЭВМ, на фиг. 9 - функциональная схема блока управлени знаком на фиг. 10 - временная диаграмма его работы , на фиг. Н - функциональная схема блока запоминания (ОЗУ); на фиг. 12 - алгоритм работы ЭВМ.

Образец 1 (фиг . 1 ) , вьтолненный из материала, магнитные свойства которого нужно измерять, расположен в сверхпроводящем соленоиде 2. Устройство содержит источник 3 питания, эт лонный резистор 4, модулирующую катушку 5, компенсирующую катушку 6, три взаимно перпендикулярные измерительные катушки 7-9, усилители 10- 13, блоки 14-17 выборки-хранения (БВХ), коммутатор 18, АЦП 19, сумматор 20, блок 21 запоминания (ОЗУ),

5

0

5

0

5

0

5

блок 22 связи с ВМ, формирователь 23 записи, блок 24 управления, генератор 25, блок 26 управления знаком, реверсивный счетчик 27, ЦАТ1 28, преобразователь 29 формы напряжения (треугольник - синус), блок 30 компенсации и шины 31 ЭВМ. Блок 30 компенсации содержит катушку 6, усилитель 13, БВХ 17.

Блок 24 управления содержит .З) дешифратор 32, элементы И 33-36, зле- мент ИЛИ 37, счетчик 38, дешифратор 39, RS-триггеры 40 и 41, элемент ИЛИ 42, элемент И 43, формирователь 44, элемент И 45, RS-триггер 46, счетчик 47,элемент И 48, элемент 49 задержки, RS-триггер 50, счетчик 51, элемент И 52, генератор 53 импульсов, формирователь 54, элементы 55-57 задержки, инвертор 58,, элемент И 59, .декадные переключатели 60 и 61.

Согласно фиг. 6 формирователь 23 записи содержит дешифратор 62, элементы И 63-66 и ИЛИ 67, формирователь 68, инвертор 69, формирователь 70, элемент ИЛИ 7J, инвертор 72, формирователи 73 и 74,,счетчик 75, формирователь 76, инвертор 77, формирователь 78, элемент ИЛИ 79, Цервые входы элементов 63-66 являются первыми входами формирователя, 23 и соединены соответственно с 6-9 разрядами реверсивного счегчика 27.

На фиг. 8 показана функциональная схема блока 22 связи с ЭВМ.Блок 22 содержит приемник 80 управляющих сигналов канала ЭВМ приемопередатчик 81 адрес/данш 1е сигналов канала

51

ЭВМ, блок 82 реализации программног режима работы,регистр 83, формирователь 84, элемент И 85 и 86, схемы ИЛИ 87 и 88, ограничительный резистор 89, Блок 26 содержит схему вьще ления кода единиц реверсивного счетчика 27 включающую элемент И-НЁ 90, инвертор 91, элемент И 92, схему вьделения кода нулей реверсивного счечика 27, состоящую из десяти инверторов 93-102, элемента И-НЕ 103, инвертора 104, элемента И 105, элементов И-НЕ 106 и 107, формирователей 108 и 109, RS-триггера ПО, счетчика 111, элементов И-НЕ 112 и 113, RS- триггера 114, элементов И-НЕ 115-120

Блок 21 содержит (фиг.11) резистор 121, цифровой коммутатор 122, триггер 123, элемент ИЛИ 124, матрицу ОЗУ, включающую микросхемы 125- 139 ОЗУ, D-триггеры 140-142, элементы И 143-145.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 25 импульсы поступают на второй вход блока 26, а на первый его вход поступают сигналы с выхода счетчика 27 (счетчик 10-раз- рядный, старший разряд - 9, м.ладший- О,).

На фнг. 2 изображена временная диаграмма, поясняющая принцип формирования синусоидального напряжения и записывающих импульсов, где о- выход генератора 25 импульсов, f - Т.- седьмой-девятый разряды счетчика 27, cj - сигнал на втором выходе блока 26 - смена направления счета, е- сигнал на первом выходе блока 26 - смена знака ЦАП 28, ц - выходной сигнал ЦАП 28, k - выходной Сигнал преобразователя треугольник - синус, л - импульсы с вых,1 формирователя 23 - запитывающие импульсы.

Выходные сигналы со счетчика 27 поступают в блок 26, ПАП 28, формирователь 23. Для наглядности показаны три разряда счетчика 27 (фиг.25,8, 1.). Счетчик 27 работает в прямом и обратном направлениях, изменение направления счета осуществляет блок

26в моменты t, tj, t, t, t, когда во всех разрядах счетчика 27

содержатся бдни единицы или одни нули J-

подавая сигналы с третьего выхода

(фиг.2ж) на прямой вход счетчика

27или с четвертого выхода (фиг.2е)

88D9

на его инверсный вход (активный уровень сигнала низкий).

Выходной сигнал Смена направлеНИН счета блока 26 (фиг.2д) поступает на третий вход формирователя 23. Блок 26 управления знаком формирует сигнал Смена знака (фиг.2е), который подается на первый вход ЦАП t6 28 и четвертый вход формирователя 23. В результате на выходе ЦАП 28 формируется треугольное напряжение (фиг.2и) , симметричное относительно нулевого потенциала. Сигнал с выхода

15 иДП 28 поступает на вход преобразователя 29, с выхода которого напряжение синусоидальной формы (фиг.2л) поступает в модулирующую катушку 5. Частоту модулирующего сигнала можно

20 менять изменением частоты импульсов генератора 25. Магнитное поле, создаваемое катушкой 5, накладывается на медленно меняющееся магнитное поле в сверхпроводящем соленоиде. В

25 измерительных катушках 7-9 и катушке 6 создаются ЭДС, по величине которых можно судить о параметрах образца 1. Так как сигналы в катушках 7-9 малы и по амплитуде значительно меньше шу30 мов, то для их выделения используется метод синхронного накопления, Количество точек накопления задается блоком 24,

HJIH точного восстановления гармо,, никн измеренного сигнала необходимо, чтобы за один период синусоидального , напряжения, поступающего в катушку 5, производилось г.елое число отсчетов (например, 8, 16, 32 и т.д.). Тогда,

Q произведя измерение в эти моменты времени и осуществив соответствующие преобразования над измеренными сигналами, можно выделить любук гармонику. Точность выделения тем вьште, чем

д5 меньше ошибка разбиения синусоидального модулирующего сигнала на равные отрезки. Число разбиений задает уставка из блока 24 (вьгх.1), подаваемая на второй вход формирователя 23. Так

JQ как сигналы со счетчика 27 поступают одновременно в формироватль 23 и ЦАП 28, то записывагош.ие импульсы привязываются к соответствующему моменту модулирующего сигнала с высокой точностью. Например, при уставке, равной 4, записывающий имгтульс формируется в моменты tp-ta .Таким образом, при уставке, равной 4 и трехразрядном реверсивном счетчике 27 синусоидаль5

ный модулирующий сигнал разбивается на 9 равных частей.

В нулевом цикле накопления в момент to коммутатор 18 подключает на вход АЦП 19 сигнал с эталонного резистора 4, выходной сигнал с АЦП 19 поступает на вход 4 сумматора 20, на 1-3 входьг сумматора 20 поступает информация с выходов 1 - 3 блока 21 . Происходит суммирование и запись информации в ту же ят1ейку ОЗУ 21, откуда была считана информация. Далее сигнал из блока 24, воздействуя на вход 6 коммутатора 18, подключает выход первого БВХ 14 к входу АЦП 19; .происходит измерение в АЦП 19, считывание информации из блока 21, суммирование ее в сумматоре 20 и запись суммы в ту же ячейку ОЗУ 21 . Аналогичные действия проводятся с информацией от второго 15, третьего 16 и четвертого 17 БВХ с последующей записью суммы в соответствующие ячейки блока 21. В моменты , при поступлении с выхода формирователя 23 записывающего импульса все описанные ранее действия повторяются за исключением того, что с резистора 4 информация не снимается. На этом нулевой цикл заканчивается и начинается первый. В нулевом цикле измерения на входы 1-3 сумматора 20 поступает сигнал О, который формируется под воздействием Сигнала с выхода 3 блока 24. В первом и последующих циклах измерения на входы 1-3 сумматора 20 поступает информация, считанная из соответствующих ячеек ОЗУ 21.

После сигнала начала измерения и проведения необходимого количества циклов накопления, задаваемого уставкой блока 24 управления, в ЭВМ через блок 22 от блока 24 поступает сигнал окончания накопления. По этому скгна ЭВМ считывает информацию из блока 21 в свою память под воздействием собственных управляющих сигналов через блок 22. Далее ЭВМ производит расчет среднего значения измеренных величин На основании полученных данных производится калиб1Ьовка. Необходимость калибровки объсняется следующим. Сигналы в катушках 7-9 зависят от магнитных свойств образца 1. Модулирую- ш,ее поле катуики 5 может меняться в силу неконтролируемых причин (например, изменение экранировки поля проводящими элементами устройства, если

0

5

0

5

5

0

5

0

0

5

проводимость их изменяется с изменением температуры) даже при условии стабильного поддержания тока в ней. Поэтому, разделив разностный сигнал каждой из измерительных катушек 7-9 на сигнал катушки 6, пропорциональный напряженности модулирующего поля, получим результат, который на зависит от величины модулируквцего поля, а характеризует исключительно магнитные свойства образца. Далее проведя Фурье-преобразование над сигналами с - каждой катушки 7-9 и восстановив вторую гармонику, получим результат,прямо зависящий от второй производной магнитного момента М;, образца;

d M; .„

, где д. - номер измерительной

d Н

катушки. Следующим этапом расчетов является двойное интегрирование по параметру Н, где Н - магнитное поле. В результате получаем зависимость магнитного момента от величины - поля М I f (Н).ЭВМ анализирует полученную зависимость по заданному критерию и, если соотношение сигнал/шум не удовлетворяется, то в последующих циклах измерения накопление увеличивается за счет когерентного суммирования предыдущих результатов измерения с последующими. Далее процесс расчета М, f (Jl) повторяется. Число циклов измерений и расчета М ,- f (Н) повторяется до удовлетворительного получения соотношения сигнал/шум, на основании полученных-);анных строятся зависимости составляющих магнитного момента друг от друга М ; f (К :). Результаты расчетов вьшодятся на экран дисплея, то позволяет их сравнить с теоретическими моделями и, если необходимо, внести корректировку в процесс эксперимента. Таким образом, последовательность работы ЭВМ в составе устройства следующая (фиг.12): выдача сигнала на начало измерения, считывание измеренных данных из блока 21 устройства в свою память, нахождение средних значений, проведение Фурье-анализа, выделение 2-й гармоники .

На этом процесс измерения в одной точке поля Н заканчивается, производится измерение поля Н, процесс измерения и расчета повторяется.

После достаточного количества измерений происходит расчет магнитного момента в зависимости от величины по

ля Н, анализ соотношения сигнал/шум и, если этот показатель неудовлетворителен, то процесс измерения повторется с увеличенным числом циклЬв на- копления .

В конце расчетов строятся функции магнитных моментов в зависимости дру от друга.

Блок 24 управления выполняет слад ющие функции: задает уставку в форми рователь 23, в зависимости от котор синусоидальный сигнал разбивается на соответствующее число равных отрезко задает уставку на количество точек н копления измеряемых сигналов. Данную функцию вьтолняют элементы 32-38,

40,41, 43-45, 61, формирует управлящие сигналы на коммутатор 18, а также адресные разряды для блока 21. Данную .функцию вьтолняют элементы

41,42, 46-49, 51, 57, формирует управляющие сигналы Запись в ОЗУ, Считывание ОЗУ необходимые для нормальной работы ОЗУ 21, Пуск АДП для АЦП 19. Необходимая последовательность перечисленных сигналов задается при помощи элементов 48-50, 52-57.

Блок 24 управления работает следующим образом. Код декадного переключателя 60 поступает в формирователь 23 в качестве уставки. С помощью декадного переключателя 61 задается число точек накопления, В предлагаемом устройстве количество точек накопления может составлять 8,

16, 32 и 64. Выходной двоичный код с элемента 61 поступает на дешифратор 32, выходы которого соединены с первыми входами логических элементов И 33-36, а на вторые входы поданы выходные сигналы счетчика 38, причем на элемент 33 поступает сигнал с разряда 4 счетчика 38, на элемент 34 - с разряда 5 на 35 - с разряда 6, на 36 - с разряда 7. Допустим, что уставкой задано 8 точек накопления. В этом случае на первом входе элемента 33 будет высокий уровень . Сигнал Разрешение работы

(фиг.4а), поступающий с блока 22, сбрасывает триггер 40, на инверсном выходе которого устанавливается высокий уровень ( фиг .46) . Высокий уровень разрешает прохождение импуль- соб синхронизации с вых.2, формирователя записи 23 (фиг,4в), импульсы синхронизации жестко связаны с нуле

18809

10

20

25

.

- й -je

30

35

40

45

50

55

вой базой формируемой синусо1щы.Первый пришедший импульс синхронизатши запускает форМ1фователь 44 импульсор (фиг.4г), вьгходной сигнал которого устанавливает в 1 триггер 41 (фиг.4д). Высокий уровень триггера 41 разрешает прохождение импульсов синхронизации на счетный вхо)д счетчика 38. Выходы счетчика 38 показаны на фиг .4е .-разряд 1,. ж - разряд 3, 3 - разряд 3, и - разряд 4. При появлении высокого уровня в разряде 4 (фиг.4и) на выходе элемента 33 появится также высокий уровень, который через логический элемент 37 поступает на вход сброса счетчика 38. Сигнал с выхода элемента 37 поступает также на R-вход триггера 41 и вход .установки триггера 40. Схема приходит в исходное состояние, причем на прямом выходе триггера 40 устанавливается высокий уровень, который поступает в блок 22 в качестве сигнала о начале считывания д анных из блока 21. При задании количества точек накопления J 6 сигнал сброса счетчика 38 проходит через элемент; ЗА, при задании 32 - через элемент З, ПРИ . 64 -- через эле- NjeWT 36.

После сброса триггера 40 лоптчр- ск«й элемент 43 пропускает импульс синхронизации, который запускает фо;,.- мирователь 44, импульс с которого (4) поступает на F-вход счетчика 47 . Одновременно на вход счетчика 47 поступает задержанный записывающий импульс с элемента 49 задержки. Счетчих 47 находится Б нулевом состоянии и устанавливается в 1 только с приходом следующего записьгоаю- щсго импульса. Выходы счетчика 47 используются в качестве старших разрядов адресации ОЗУ 21,

Диаграммъ; на фиг.4 к-р поясняют работу счетчика 47 при уставке разбиения синусоиды, равной 4 (к - импульс синхронизации, л - выход формирователя 44, м - записывающие импульсы, н - выход элемента 49 задержки, р-о - 1-3 разряды счетчика 47 ( для простоты показаны только три разряда) . Вьщеление импульсов синхронизации и записывающих импульсов (фиг.4 к,м) происходит в формирователе 23.Работа остальной части схемы происходит следующим образом. Если триггер 40 сброшен в О, то под воз11

действием импульса синхронизации запускается формирователь 44, выходной сигнал устанавливает в I триггеры 41 и 46. Высокий уровень с прямого выхода триггера 41 разрешает прохождение задержанного записывающего импульса через элемент 48, который устанавливает в 1 триггер 50 и в О счетчик 51 (на информационном D- Q входе счетчика 51 низкий уровень с триггера 46). Счетчик 51 представляет собой двоичный счетчик с предваритель15188

мость предварительной установки счетчика 51 при нулевом цикле измерения и установки в I при последующих обуславливается тем, что при нулевом цикле измерения коммутатор подключает вход АЦП 19 к резистору 4, а потом к входу БВХ 14, при следующих же циклах измерения коммутатор 18 подключает вход AUJl 19 сразу к БВХ 14, а сигнал резистора 4 не снимается. Выходы счетчика 38 соединены также с входами дешифратора 32, на первом входе которого

ной установкой. Высокий уровень с триггера 50 разрешает прохождение импуль- j формируется сигнал О цикл, пода- сов с генератора 53 через логический ваемый в блок 21. По окончании цикла элемент 52.Выход элемента 52 связан с входом формирователя 54, который формирует импульсы длительностью, необходинакопления триггер 40 устанавливается в 1, высокий уровень с которого через логический элемент 42

мой для нормальной работы последующих 20 поступает на вход сброса счетчика

элементов 55-57. С элемента 55 снимается импульс для запуска АЦП 19, с элемента 56 - сигнал считывания из блока 21, причем время задержки элемента 56 должно быть больше времени преобразования АЦП 19, с элемента 57 сигнал записи в ОЗУ 21 (время задержки элемента 57 должно быть больше времени считьшания блока.21 и суммирования в сумматоре 20). На фиг. 5 приведены временные диаграммы работы ,данной части схемы (а - записьшающий импульс, б - выход элемента 49 задержки, в - прямой выход триггера 50, г - выход генератора 53, д - вы- - ход формирователя 54, е,ж,з - выходы элементов задержки 55-57, и,к,л - выходы 1,2,3 разрядов счетчика 51, м - выход элемента 59. Сигнал с выхода элемента 57 поступает на счетный вход счетчика 51, а также сбрасывает триггер 46. Счетчик 51 устанавливается в 1. При появлении на выходе счетчика 51 кода 6 через логические элементы (инвертор 58 и элемент 59 И), которые осуществляют выделение данного кода, и логический элемент ИЛИ 42 происходит сброс счетчика 51 (R-вход) и сброс триггера 50 (Р-вход). Данная часть сх-емы приходит в исходное состояние. При поступлении следующего записывающего импульса счетчик 51 сразу устанавливается в 1, так как на инверсном выходе триггера 46 высокий уровень. Выходы счетчика 51 используются в качестве младших разрядов адресации блока 21, а также сигналов управления коммутатором 18. НеобходиQ 880912

мость предварительной установки счетчика 51 при нулевом цикле измерения и установки в I при последующих обуславливается тем, что при нулевом цикле измерения коммутатор подключает вход АЦП 19 к резистору 4, а потом к входу БВХ 14, при следующих же циклах измерения коммутатор 18 подключает вход AUJl 19 сразу к БВХ 14, а сигнал резистора 4 не снимается. Выходы счетчика 38 соединены также с входами дешифратора 32, на первом входе которого

j формируется сигнал О цикл, пода- ваемый в блок 21. По окончании цикла формируется сигнал О цикл, пода- ваемый в блок 21. По окончании цикла

накопления триггер 40 устанавливается в 1, высокий уровень с которого через логический элемент 42

5

0

51 и триггера 50, тем самым запрещая цикл измерения.

Формирователь 23 записи выполняет следующие функции: формирует записывающие импульсы, которые поступают в блок 24 и БВХ 14-17, формирует импульсы синхронизации, соответствующие началу синусоиды, которые поступают в блок 24 управления. Уставка числа точек разбиения из блока 24 управления в виде двоичного кода поступает на входы дешифратора 62. Допустим, что уставка равна 4, и ей соответствует код 00. В этом случае возбуждается четвертый 5 выход дешифратора 62, высокий уровень которого разрешает прохождение 9 разряда через элемент 66. Сиг-, нал с элемента 66 поступает на элемент 67, с выхода которого поступает на вход формирователя 68 и инвертора 69. На фиг. 7 показано формирование записьшающих импульсов: а - вьрсод преобразователя 29, б - восьмой разряд счетчика 27, в - девятый разряд счетчика 27, г - сигнал направления счета блока 26, д - выход элемента 71. Формирователи 68 и 70 формируют импульсы по перепаду уровня из низкого в высокий, поэтому на выходе формирователя 68 импульсы появятся в моменты t 2 и с ,р, а на выходе формирователя 70 - в момент t и t,. Сигнал направления счета (фиг.7г) поступает на входы формирователя 73 и инвертора 72, выход которого соединен с входом формирователя 74. Работа формирователей 72-74 аналогична работе формирователей 68-70, на вы0

S

0

5

1315

ходе формирователей 73 и 7А формируются сигналы в моменты t, tj, и t , t и . Выходные сигналы формирователей 68, 70,73,7Д поступают на элемент ИЛИ 71, сигнал с которого (фйг,7д) используется в качестве записывающего импульса. В случае необходимости разбиения синусоиды на 16 равных частей (уставка 8, код 01) на; выходе дешифратора 62 возбуждается выход 3, который разрешает прохождение 8 разряда реверсивного счетчика 27 через элемент И 65. На выходе формирователей 68 и 70 появятся сигналы в моменты t ,, tj, t , tj, t,, t ,4 и t, ts,

t, t,,, t,j, t ,j. Использование данной схемы для формирования записывающих импульсов позволяет разбить синусоиду на 8, 16,32 и 6А равные части.

Работа формирователя 23 записи по формированию импульса синхронизации происходит следующим образом.

Сигнал Смена знака на блоке 26 поступает на вход счетчика 75(фиг.7е) Сигнал с выхода счетчика 75 (фиг.7ж) поступает на входы формирователя 76 и инвертора 77. На выходе формировате ля 76 в момент перепада уровня из низкого в высокий(момент t) формируется импульс, который через элемент ИЛИ .79 поступает в качестве импульса синхронизации. В момент t при переходе уровней на выходе формирователя 73 из высокого в низкий (фиг,7ж) на формирователе 78 формируется импульс, который через элемент 79 поступает в блок 24. На фиг.7з показан выход элемента 79.

Первый-восьмой входы элемента И-НЕ 90, второй, третий входы элемента И 92, а также входы инверторов 93- 102 являются первыми входами блока и соединены попарно с нулевьгм-девятым разрядами реверсивного счетчика 27, объединенные вторые входы элементов И-НЕ 106, 107, 112 и первые входы элементов И-НЕ 113, 119, 120 являются вторым входом блока, на который подаются импульсы с выхода генератора 25, выход счетчика 111 является сигналом Смена-знака - первым выходом блока 26, инверсный выход триггера 110 является его вторым входом, сигналом Смена направлений счета, а выходы элементов И-НЕ 120, 119 являются третьим и четвертым выходами блока.

9

Выход злемеита И-НЕ 90 соединен с входом инвертора 91, выход которого соединен с первым входом элемента И.92, а выход последнего соединен с первым входом элемента И-НЕ 106 и с третьим входом элемента И-НЕ 112, выходы элементов И-НЕ 106, Ш7 соединены с входами формирователей 108

и 109. выходы которых соединены соответственно с S- и R-входами RS-триг- гера 110, единичный выход которого соединен с тактовым входом счетчика 111. Выходы инверторов соединены с

первым-восьмым входами элемента И-НЕ 103 и вторым, третьим входами элемента И 105, первый вход которого соединен с выходом инвертора 104, вход последнего соединен с выходом

элемента И-НЕ 103, выход элемента И 105 соединен с первым входом элемента И-НЕ 107 и вторым входом элемента И-НЕ 113, выход которого соеди- нен с Р-входом RS-триггера 114 и

вторым входом элемента И-НЕ 116,

первый вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 1 20, выход ; элемента И-НЕ 112 соедиен с S-входом RS-триггера 114 и первым входом элемента И-НЕ 115, второй вход которой соединен с единичным выходом триггера 114, а выход соединен с первым входом элемента И-НЕ 112 и входом элемента 117, вьгход последнего соединен с вторым входом элемента И-НЕ

I 19.

Работа блока 26 осуществляется в соответствии с временной диаграммой, изображенной на фиг. 10: где а-им- пульсы с выхода генератора 25; б-г - выходы трех разрядов счетчика 27; д - выход элемента 105; е - выход элемента 92, ж - выход элемента 107; 3 - выход элемента 106; к - выход фор- - мирователей 109 и 108; л,м - прямой и инверсный выходы RS-триггера 110; н - выход счетчика 1J1 - сигнал Смена знака ; о,р - выходы элементов И-НБ 113, 118, п,с - выходы элеменQ тон П2, 117; т,у- выходы элемен- ,тов 120, 119.

Работа коммутатора 122 происходит следующим образом. В зависимости от сигнала с выхода триггера флага к выхо- дам подсоединяется группа входов А или r-j,../ia входов В. Таким образом, основная функция коммутатора 122 заключается в коммутации входов Адр. кп.разр.ОЗУ или Лдр.мл.разр .ОЗУ

ЭВМ

Адр.ст.разр .ОЗУ или Адр.ст.

разр.ОЗУ . Считыв. ОЗУ или Считыв, ОЗУ ЭВМ, О цикл или высокий уровень с резистора 121 в зависи- с мости от управляющего сигнала Тг.Фл. с триггера 40.

Матрица ОЗУ имеет пять входных сигналов . На первый и второй входы матрицы поступают сигналы с цифрового Ю коммутатора 122, причем на первые входы поступают сигналы Адр .мл ,разр .ОЗУ или Адр.мл .разр.ОЗУ ЭВМ, на вторые входы сигналы Адр.ст.разр.ОЗУ или

шение точности обусловлено исключением необходимости вращения образца при определении компонент вектора , поддержания стабильной амплитуды поля, повышением отнощения сигнал/ /шум.

Формула изобретения

Устройство для исследования магнитных свойств материалов, содержащее источник питания, первый выход которого соединен с первым выводом

АДР . ст .разр .ОЗУ ЭВМ в зависимости от 15 соленоида, второй вывод которого соуправляющего сигнала коммутатора 122. Первый и второй входы мат13ицы являются адресными в зависимости от их значения происходит доступ к определенной ячейке ЗУ матрицы. На третий вход матрицы 20 блок управления, отличающ поступает сигнал с прямого выхода триггера 123, который является управляющим, и в зависимости от его значения происходит запись или считывание информации. На 4 вход матрицы поступает сиг- ками нал с выхода элемента 124, этот вход является входом выбора кристалла (ВМ). В зависимости от этого сигнала происходит инициализация микросхем ЗУ. ГТяе с я тем, что, с целью повышен точности измерения, оно снабжено компенсирующей и модулирующей ка ками (п+) усилителями, (п+1)

выборки-хранения, коммута ром, аналого-цифровым и цифро логовым преобразователями, сум тором, блоком запоминания, пр разователем формы напряжения, ге

тый вход матрицы является информацион-30 ратором импульсов, блоком управления

ным.

Матрица ОЗУ содержит 15 микросхем 125-139 ОЗУ,,первые-четвертые входы всех микросхем соединены соответственно между собой и являются первым-четвер- тым входами матрицы ОЗУ, на пятые входы микросхем 125-139 ОЗУ поступают информационные сигналы с выхода сумматора 20, причем на пятый вход каждой

из микросхем поступает соответствующий40 которого соединен с входом анаразряд сумматора 20, на 125 - нулевой, на 126 - первый и т.д., выходы микросхем соединены с соответствующими входами D-триггеров 140-142.

лого-цифрового преобразователя, вторые выводы измерительных и компенсационной катушек соединены с вторым выходом источника питания , первый д5 вход блока управления знаком соединен с управляющим входом цифроанало- гового преобразователя, инфopмaциoнJ| ный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, первым входом блока управления знаком и первым вхоПри наличии сигнала ВМ на четвертом входе матрицы ОЗУ и сигнала записи на третьем ее входе информация записывается в матрицу ОЗУ по адресу, установленному на ее первых и вторых в-ходах, а JQ при наличии сигнала ВМ и отсутствии сиг- дом формирователя записи, второй, тре- нала записи происходит считывание инфор- тий и четвертый входы которого соедимации по указанному адресу.

Таким образом, предложенное устройство позволяет накопить в ОЗУ весь необходимый массив измерительнор информации и транслировать его в ЭВМ для последующего вычисления компонент вектора магнитного момента образца. Повышение точности обусловлено исключением необходимости вращения образца при определении компонент вектора , поддержания стабильной амплитуды поля, повышением отнощения сигнал/ /шум.

Формула изобретения

Устройство для исследования магнитных свойств материалов, содержащее источник питания, первый выход которого соединен с первым выводом

единен с первым выводом токосъемно- го резистора, второй вывод которого соединен с вторым выходом источника питания, п измерительных катушек и

е блок управления, отличающ ками

е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено компенсирующей и модулирующей катущ- ками (п+) усилителями, (п+1) бловыборки-хранения, коммутатором, аналого-цифровым и цифроана- логовым преобразователями, сумматором, блоком запоминания, преобразователем формы напряжения, гене

знаком, реверсивным счетчиком, формирователем записи и блоком связи, при этом первые выводы измерительных и компенсационной катушек соединены с входами соответствующих усилителей, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков выборки-хранения, выходы которых соединены с первой группой входов коммутатора, вылого-цифрового преобразователя, вторые выводы измерительных и компенсационной катушек соединены с вторым выходом источника питания , первый вход блока управления знаком соединен с управляющим входом цифроанало- гового преобразователя, инфopмaциoнJ| ный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, первым входом блока управления знаком и первым входом формирователя записи, второй, тре- тий и четвертый входы которого соеди

йены соответственно с первым выходом блока управления, вторым выходом блока управления знаком и управляющим входом цифроанапогового преобразователя , выход которого соединен с входом преобразователя формы напряжения, выходы которого соединены с выводами

модулирующей катушки, выход генератора импульсов соединен с вторым входом блока управления знаком, третий и четвертый выходы которого соединены- со счетными входами реверсивного счетчика, первая группа входов Олока связи и его первый выход соединены с шиной обмена устройства, второй, третий

резистора соединен с вторым входом коммутатора, третий вход Kotoporo соединен с четвертым входом блока за прминания и четвертым вЫходом блока управления, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены с пятой группой входов блока заломиндния, шестой вход которого соединен с выи четвертый выходы блока связи соеди- 10 ходом сумматора, второй вход которо

нены с первой группой входов блока запоминания, пятый вь«од блока связи соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с вторьм входом блока запоминания, 15 выходы которого соединены с первой

го соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, причем первый выход формирователя записи соеди-; нен с вторыми входами блоков выборCDlAI / Dl 14 ij 1 tJ JJ и 1 J - 1141; лэчупгруппой входов сумматора и второй груп- ки-хранения, а второй выход формиро

...- А..... г ft VT vruo IT 1 D T / TlfvTKf И If О

пой входов блока связи, третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом блока запоминания, первый вьтод эталонного

20

вателя записи соединен с вторым входом блока управления, третий вход ко торого соединен с первым выходом формирователя записи.

ллплши

+

шпши

|А14 i,

1-1II I

I II: -

il flhh

резистора соединен с вторым входом коммутатора, третий вход Kotoporo соединен с четвертым входом блока за- прминания и четвертым вЫходом блока управления, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены с пятой группой входов блока заломиндния, шестой вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход которо

го соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, причем первый выход формирователя записи соеди-; нен с вторыми входами блоков выборки-хранения, а второй выход формиро

...- А..... г ft VT vruo IT 1 D T / TlfvTKf И If О

вателя записи соединен с вторым входом блока управления, третий вход ко- торого соединен с первым выходом формирователя записи.

шлпЛллг

шпп/шлг ,

i, Кг 16 tr 14

Фиг. 2

ffjr.3

фигЗ

t

е

ж

3

И

« I

п

р

Вм.

x.J

H77

x.4

70

1 f

I

71

(. t

.7

Лс. / Op

if-rn

rJL::

-r

fl

Iфиг. 9

Btix. f

S 6

Л-/

gfi/.tf

( Нача/ю

, 1 . уся1иног. число I 1 иы 10ПмЛ

ш

,:ндлать №яШик Ifиаа циклов

аыаот сшмвла на начало Mwpi

гплЯ

Считывание аигнм.

UiOJygffQMHtte

1

Увели ен-счетчик чисм шклов

Tts /fffOewf средних значеми

ГТ1М

Калибровка

Т

лилленав I ЛД iap oHUKu I

Редактор Т. Лаэоренко

Фм. II

Составитель С. Шумилишская

Техред Л.Сердюкова Корректор В,Кабаций

Заказ 6605/53

Тираж 714

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I ATfMjw/v

yMf.

HcySO&i.

жяанввт Mpgoio чис/паикл.на- fffM., L

J

UHffUKOUU

раечвяов

( KoHeif j

Подписное