Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разомкнутой формы Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 

Фие.1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при определении магнитной проницаемости сердечников, выполненных в фор- с ме пластин, например при изготовлении магнитопроводов магнитных головок.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет снижения влияния нелинейности кривой на- ю магничивания магнитопроводов устройства.

На фиг. представлена структурная схема устройства; на бит. 2 - схема блока управления.15

Устройство содержит первый магни- топровод 1 с намагничивающей обмоткой 2, второй магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4, контролируемый сердечник 5 с измерительной обмоткой 20 6, усилитель 7 $ коммутатор 8, первый и второй пиковые детекторы 9 и 1 О, блок 1 вычитания, измерительный блок 12, измеритель 13 потока, источник 14 переменного напряжения, ключ 15, блок 25 16 управления и токосъемный резистор 17. Один из выводов обмотки 2 подключен к первому выводу источника J4, а второй через токосъемный резистор 17

где W - число витков обмотки 2; К - постоянный коэффициент, Поток Р1 разветвляется на потоки Ф0 в сердечнике 5 и Ф2 в магнитопро- воде 3:

РО + Р4 Р,

(2)

При этом для замкнутого участка магнитной цепи, образованного магни- топроводом 1, сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, справедливо соотношение:

i|W, , (м + R3 + . О)

где i - амплитуда переменного тока

в обмотке 2 в режиме задания условий контроля;

R M - магнитное сопротивление маг- нитопровода 1;

R.J - магнитное сопротивление за3OPOBJ

Rc - магнитное сопротивление контролируемого сердечника 5, Напряжение с резистора J7 с амплитудой UR iR после усиления усилителем 7 с коэффициентом передачи К поступает на вход пикового детектора 9, на выходе которого формируется постоподключен к одному из выводов обмотки 30 янный уровень напряжения U , R,

4 и к второму выходу источника 14. Выводы измерительной обмотки 6 подключены к входам измерителя 13 потока, входы усилителя 7 подключены к токосъемному резистору 17.

Блок 16 может быть выполнен в виде источника 18 питания, ключа 19 и элемента 20 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Б режиме задания условий контроля на выходе блока 1 6 управления сЬорми™ руется уровень напряжения, закрывающий ключ 15 и устанавливающий коммутатор 8 в состояние, при котором его вход соединен с первым выходом. Переменное напряжение U с выхода источника 14 падает на намагничивающей обмотке 2, поскольку , где СО - частота переменного напряжения; L - индуктивность обмотки 2; R - сопротивление резистора 17, в результате чего амплитуда магнитного потока , в магнитопроводе 1 связана с действующим значением напряжения соотношением:

Ф(

У K,0 W7

где W - число витков обмотки 2; К - постоянный коэффициент, Поток Р1 разветвляется на потоки Ф0 в сердечнике 5 и Ф2 в магнитопро- воде 3:

РО + Р4 Р,

(2)

При этом для замкнутого участка магнитной цепи, образованного магни- топроводом 1, сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, справедливо соотношение:

i|W, , (м + R3 + . О)

где i - амплитуда переменного тока

в обмотке 2 в режиме задания условий контроля;

R M - магнитное сопротивление маг- нитопровода 1;

R.J - магнитное сопротивление за3OPOBJ

Rc - магнитное сопротивление контролируемого сердечника 5, Напряжение с резистора J7 с амплитудой UR iR после усиления усилителем 7 с коэффициентом передачи К поступает на вход пикового детектора 9, на выходе которого формируется посто5

0

0 5

который фиксируется.

Из режима задания условий контроля устройство переводится -в режим измерения путем открывания .ключа 1 5 и перевода доммутат.ора 8 я состояние,при котором, вход его соединен с .вторым выходом, за счет изменения уровня напряжения на выходах блока 16 управления. Причем изменение уровня напряжения на втором выходе блока 16 управления (соответственно на управляющем входе коммутатора 8) происходит позднее на время Ј задержки,, чем на пер- 5 BOM выходе (соответственно на управляющем входе ключа 15), что обеспечивает переключение коммутатора после завершения переходных процессов в магнитной цепи. После .открывания ключа 15 на обмотку 4 подается напряжение U, равное напряжению на обмотке 2, при одинаковом числе витков в обмотках 2 и 4 амплитуда магнитного потока рЈ в магнитопроводе 3 устанавливается равной амплитуде магнитного потока Ф{ в магнитопроводе 1 (1). Вследствие того, что Р, Ф, амплитуда магнитного потока в контролируемом сердечнике 5 оказывается равной нулю (Р0 0) в соответствии с соотношением (2).

Для замкнутого участка цепи, обра зованного магнитопроводом 1, контролируемым сердечником 5 и немагнитными зазорами между ними, в режиме измерения (при 90 0) справедливо соотношениеi

ijW- P, (RM +

R3

(4)

где i

i

- амплитуда переменного тока в обмотке 2 в режиме измерения. Напряжение с резистора

17

1,-R после усиления усилителем 7 поступает на вход пикового детектора 10, идентичного пиковолу детектору 9, в результате чего на выходе детектора 10 и соответственно на втором входе блока 11 формируется постоянный уровень U ( К ц-R, а с учетом того, что на первом входе блока 11 сдюрми- рован постоянный уровень U ц , , на выходе его и соответственно на входе блока 12 присутствует сигнал

U2 К R(i, - i,). (5)

Из соотношений (3) и (4) следует, что величина магнитного сопротивления контролируемого сердечника Rc определяется выражением

Wi

Rc -0Г- (i - Л

Таким образом, показания блока J2 пропорциональны величине магнитного сопротивления сердечника 5 с точно известным коэффициентом пропорциональности (величина потока (р задается в режиме задания условий контроля по показаниям измерителя J3 потока) .

Магнитное сопротивление сердечника 5, в свою очередь, однозначно связано с его амплитудной магнитной проницаемостью, что позволяет проградуи- ровать шкалу измерительного блока 12 в единицах магнитной проницаемости.

В данном устройстве амплитуда магнитного потока в замыкающем магнито- проводе в режиме задания условий контроля и в режиме измерения одна и та же, что обеспечивает постоянство магнитной проницаемости и магнитного со628686

противления замыканного магнитопрово- ра. Это значит, что устройство позволяет исключить влияния нелинейное ги кривой намагничивания замыкающего магнитопровода на результат контроля и повысить точность контроля.

Кроме того, в устройстве автоматически осуществляется компенсация маг- JQ нитного потока в контролируемом сердечнике в режиме измерения без введения дополнительных блоков регулирования, что позволяет повысить быстродействие устройства и удобство работы с ним. 15

Формула

зобретення

20

25

30

35

40

45

50

55

Устройство для контроля магнитных свойств сердечников разогкнутой cbop- мы, содержащее первый магнитопровод с намагничивающей обмоткой, первый вывод которой соединен с первым выводом токосъемного резистора, второй вывод которого соединен с общей тиной, первым ВХОДОУ измерителя потока и первым выводом измерительной обмотки, второй вывод которой соединен с вторым входом измерителя потока, второй магнитопровод с компенсационной обмоткой, первый вывод которой соединен с общей шиной, и последовательно соединенные блок вычитания и измерительный блок, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено источником переменного напряжения, блоком управления, ключом, усилителем, коммутатором и двумя пиковыми детекторами, при этом первый выход источника переменного напряжения соединен с вторым выводом намагничивающей обмотки и входом ключа, выход которого соединен с вторым выводом компенсационной обмотки, выводы токосъемного резистора соединены с входами усилителя, выход которого соединен с входом коммутатора , выходы которого соединены с вхо1- дами пиковых детекторов, выходы которых соединены с входами блока, вычитания, причем выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключа и коммутатора, а второй выход источника переменного напряжения соединен с oRrjeft тиной.

Фиг. 2

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при определении магнитной проницаемости сердечников, выполненных в форме пластин, например при изготовлении магнитопроводов магнитных головок. В режиме задания блок 16 закрывает ключ 15 и напряжение с выводов резистора 17, пропорциональное току в обмотке 2, через усилитель 7 и коммутатор 8 подается на вход пикового детектора 9. Измеритель 13, подключенный к обмотке 6, позволяет установить в контролируемом сердечнике 5 заданный поток. В режиме измерения напряжение от источника 14 переменного напряжения через ключ 15 подается также на обмотку 4. Блок 11 вычитания формирует разность выходных напряжений пиковых детекторов, а блок 12 фиксирует ее. Эта разность пропорциональна магнитной проницаемости сердечника 5. При этом повышение точности контроля обеспечивается тем, что выходной сигнал блока 11 не зависит от нелинейности кривой намагничивания магнитопроводов 1 и 3. 2 ил.