ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Советский патент 1974 года по МПК G01R33/06 

1

Устройство относится к области магнитных измерений и может быть использовано для прецизионного измерения квадрата индукции постоянных и медленно меняющихся магнитных полей в широком ди алазоне значений индукции.

Известные цифровые измерители магнит}юй индукции, содержащие гальваномагнитный преобразователь, источник переменного тока, преобразователь «напряжение - код, катушку, создающую «пробное поле, с источником постоянного тока, реверсивный счетчик, устройство деления, схему управления и цифровое отсчетное устройство, устраняют температурную и временную нестабильность параметров гальваномагнитного преобразователя, параметров элементов схемы и тока питания прео бразователя, однако в них не могут быть применены гальваномагнитные преобразователи с квадратичной характеристикой.

С целью расширения функциональных возможностей измерителя путем измерения квадрата магнитной индукции измеритель снабжен схемой «ИЛИ, схемой «И, линией задержки и переключателем. При этом выход преобразователя «напряжение - код соединен со входом реверсивного счетчика через схему «ИЛИ, второй вход которой через линию задержки и схему «И подсоединен к выходу преобразователя «напряжение - код, а второй вход схемы «И подключен к схеме управления, причем катушка, создающая «пробное поле, соединена через переключатель с источником постоянного тока, а схема управления подсоединена к переключателю.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя магнитной индукции, содержащего: гальваномагнитный преобразователь с квадратичной характеристикой 1, источник переменного тока 2, катущка, создающая «пробное поле 3, переключатель 4, источник стабильного постоянного тока 5, избирательный усилитель 6, фазочувствительный напрямитель 7, преобразователь «напряжение - код 8, реверсивный счетчик 9, схему «ИЛИ 10, схему «И 11, линию задержки 12, делительное устройство 13, цифровое отсчетное устройство 14, схему управления 15.

Работа предлагаемого измерителя квадрата

магнитной индукции происходит следующим образом. Измерение производится в три такта коммутации. В нервом такте на гальваномагнитный преобразователь 1, питающийся от источника переменного тока 2, одновременно

воздействуют два постоянных, совнадающих по направлению магнитных поля: измеряемое BN «пробное Впр, создаваемое обмоткой 3, которая через переключатель 4 питается от источника ностоян1 ого тока 5. С выхода гальваномагнитного преобразователя 1 напряжение, пропорциональное квадрату суммы величины магнитных индукций (Б+ Впр), через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный выпрямитель 7 поступает на преобразователь «напряжение - код 8. Код с преобразователя 8 в виде последовательности импульсов через схему «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающий в прямом направлении; при этом счетчик 9 зафиксирует число импульсов, которое будет определяться зависимостью

N, (B + B,,Y(l+-,),

где 5 - удельная чувствительность к индукции гальваномагнитного преобразователя;

k - коэффициент передачи схемы; /т-амплитуда тока питания гальваномагнитного преобразователя; YS - коэффициент, учитывающий временную и температурную нестабильность измерительной схемы.

Во второй такт коммутации схема управления 15 через переключатель 4 изменяет направление тока в катушке 3 на противоположное. При этом на гальваномагнитный преобразователь воздействуют два постоянных, противоположно направленных магнитных поля: измеряемое В и пробное Вцр. С выхода гальвапомагнитного преобразователя 1 напряжение, пропорциональное квадрату разности величин магнитных индукций (), через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный выпрямитель 7 поступает па преобразователь «напряжение код 8. Код с преобразователя «напряжение - код в виде последовательности импульсов через схему «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающего в прямом направлении. В результате после второго такта счетчик 9 зафиксирует число импульсов:

N,.N, + S,ykf(B-B,YX X (1 + Ts) (2SlykI B + 2SlykI,A} (1 + т).

В третьем такте коммутации схема управления 15 выключает источник стабильного постоянного тока 5. Ири этом на гальваномагпитный преобразователь 1 будет действовать только измеряемое магнитное поле В. Напряжение гальваномагнитного преобразователя 1, пропорциональное квадрату измеряемой магнитной индукции В, через избирательный усилитель 6 и фазочувствительный усилитель 7 поступает на преобразователь «напряжение- код 8. Код с преобразователя 8 в виде последовательности импульсов через первый вход схемы «ИЛИ 10 поступает на вход реверсивного счетчика 9, считающего теперь в обратном направлении. Изменение нанравления счета в реверсивном счетчике 9 осуществляется схемой управления 15, которая также выдает разрещающий потенциал на схему «И 11. Следовательно, каждый импульс выходного кода преобразователя 8 через схему «И И и линию задержки 12 поступает через второй вход схемы «ИЛИ 10 на вход реверсивного счетчика 9. Таким образом, в счетчике 9 происходит двойное вычитание значения напряжения, пропорционального квадрату измеряемой магнитной индукции В, из значения напряжения, хранящегося в счетчике 9. В результате после третьего такта счетчик 9 зафиксирует число импульсов

° Л/з... N, - (1 + -s) - 2SklA (1 +Т5)Одновременно в выходном регистре преобразователя 8 установится код, соответствующий числу импульсов

N, . 81уМ„,В (1 + Т5).

Таким образом, после трех тактов измерения на входы делительного устройства 13 поступают числа с регистра преобразователя 8

0 и счетчика 9. После прихода управляющего сигнала со схемы управления 15 делительное устройство 13 соверщает операцию деления числа в выходном регистре преобразователя 8 из числа в счетчике 9. Результат деления

5 будет

Л, (1 + Ts ) В

.Sp(l + -fs)

0 Из последнего выражения видно, что делительное устройство зафиксирует, как результат деления, в виде цифрового статического кода число импульсов, пропорциональное квадрату измеряемой магнитной индукции В

5 и независимое после первоначальной калибровки измерителя от удельной чувствительности к индукции гальваномагнитного преобразователя, коэффициента передачи схемы и тока питания гальваномагнитного преобразователя. Если принять значение половины квадрата индукции «пробного поля Snp за единицу измеряемой величины, то цифровым отсчетнылг устройством 14, подключенным к делительному устройству 13, будет индицироваться число, равное квадрату В измеряемой магнитной индукции.

Предмет изобретения

0 Измеритель магнитной индукции, содержащий гальваномагнитный преобразователь, источник переменного тока питания гальваномагнитного преобразователя, дополнительную катушку, в поле которой находится гальвано5 магнитный преобразователь, источник постояппого тока питания обмотки дополнительной катущки, последовательно соединенные избирательный усилитель, фазочувствительный выпрямитель и преобразователь «напряже0 ние - код, а также реверсивный счетчик, делительное устройство, схему управления и цифровое отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя путем

измерения квадрата магнитной индукции, он

снабжен схемой «ИЛИ, схемой «И, линией задержки и переключателем, включенным между источником постоянного тока и дополнительной катушкой, причем выход преобразователя «напряжение - код соединен с входом реверсивного счетчика через схему

«ИЛИ, второй вход которой через линию задержки н схему «И подсоединен к выходу преобразователя «напряжение - код, а второй вход схемы «И одновременно подключен к выходу схемы управления и к переключателю.