СПОСОБ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СЛОЖНОГО Советский патент 1973 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при создании устройств для измерения параметров динамических и статических петель гистерезиса ферромагнитных материалов.

Известные способы гармонического анализа сложного сигнала, основанные иа измерениях амплитуд и фаз гармонических составляющих, обладают невысокой точностью из-за трудностей создания опорных генераторов, фазы гармонии которых были бы свободны от случайных помех.

Для повышения точности измерения и определения поправки на сдвиг фазы к гармоники нелинейного элемента предлагается способ,по которому в качестве опорного используют напряжение, снима-емое с нелинейного ферромагнитного элемента малой мощности и малой коэрцитивной силы, обмотку возбуждения которого включают последовательно в цепь возбуждения исследуемого образца, а амплитуду поля возбуждения устанавливают во много раз больше его коэрцитивной силы, при этом с учетом поправки на сдвиг фазы ферромагнитного элемента определяют сдвиг фазы избранной гармоники исследуемого сигнала по отношению к фазе первой гармоники поля.

На чертеже продставлена блок-схема .устройства, реализующего измерения по описываемому способу. Оно содержит лимповые вольтметры 1 и 2 типа В6-2, фазометр 3 типа В5-1, генератор 4, ферромагнитный элемент 5 с обмотками 6 и 7, цепь возбуждения образца с обмотками 8 и 9, амперметры 10 и И и сопротивления 12 и 13.

Процесс измерения производят следующим образом. Благодаря сильному перевозбуждению ферромагнитного элемента 5, ток возбуждения которого контролируется амперметром 11 и поддерживается постоянным при помощи сопротивления 13, форма э.д.с. на концах вторичной обмотки 7 имеет вид остроконечных

импульсов большой скважности в то время, как э.д.с. на концах измерительной обмотки 9 контролируемого образца имеет плавный вид.

Величину поправки Дф/t в фазе любой k-oii

гармоники выходного сигнала образца, обусловленную конечным значением коэрцитивной силы hcd, можно определить но формуле

.--Я,.,

25

где Н,п, - амплитуда ноля, создаваемого в катушке возбуждения феороэлемента.

Поскольку фаза фь k-oii грамоники по отно30 шению к фазе первой гармоники поля имеет

отрицательный знак, то окончательное значение сдвига фаз -ой гармоники ( с точностью до инверсии на ±180°) равно

- pfe - - ср1 - Дср

где

Ajt

-А.

Я.

cd

Ч

н,„

н

- сдвиг фазы, измеряемой фазометром 3. Здесь Н от, - амплитуда синусоидального поля возбуждения образца; Н т, - амплитуда синусоидального поля возбуждения ферроэлемента; - динамическая коэрцитивная сила образца, Лей - динамическая коэрцитивная сила ферроэлемента.

Предмет изобретения

Способ гармонического анализа сложного сигнала, основанный на измерениях амплитуд

и фаз гармонических составляющих, отличающийся тем, что, с целью повышения измерения сдвигов фаз высших гармоник по отношению к фазе первой гармоники поля, формируют опорное напряжение, снимаемое

с нелинейного ферромагнитного элемента малой мощности и малой коэрцитивной силы, обмотку возбуждения которого включают в цепь возбуждения исследуемого образца, амплитуду поля возбуждения устанавливают

во много раз больше его коэрцитивной силы, измеряют сдвиг фазы избранной гармоники исследуемого сигнала к фазе первой гармоники и определяют поправку к измеряемому сдвигу фаз.