Устройство для снятия импульсных характеристик перемагничивания ферромагнитных материалов Советский патент 1974 года по МПК G01R33/12 

1

Изобретение касается магнитных измерений и может использоваться для снятия импульсных характеристик перемагничивания ферромагнитных элементов.

Известное устройство для снятия импульсным методом характеристик перемагничивания ферромагнитных сердечников содержит генератор перемагничивающих импульсов тока, двоичный счетчик и набор резисторов, каждый из которых включен между выходным зажимом генератора и подвижным контактом одного из электромеханических коммутаторов. Импульсами тока генератора перемагничивается испытуемый элемент, а выходные сигналы, возникающие при этом, усиливаются, расширяются с сохранением амплитуды и затем используются для отклонения луча осцилло графа.

Недостатком этого устройства является использование в нем для коммутации перемагничивающих импульсов тока электромеханических коммутаторов, которые, во-первых, обладают ограниченным быстродействием, вовторых, неизбежным контактным «дребезгом, приводящим к нестабильности переходного контактного сопротивления, причем временной интервал, в течение которого имеет место контактный «дребезг после момента соприкосновения подвижного контакта с неподвижным контактом, достаточно велик и нестабилен;

кроме тото, такие устройства имеют ограниченный . срок службы, требуют специальной регулировки контактных зазоров для умепьщения времени пролета подвижного контакта

и подрегулировки в течение работы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для этого в предлагаемом устройстве каждый из ключей состоит из трансформатора и

двух диодных мостов, подключенных одной диагональю параллельно и противофазно к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора, соединенного первичной обмоткой с одним каскадом распределителя управляющих импульсов, а другой диагональю между входным зажимом и одним из выходных зажимов электронного ключа.

На чертел е изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 перемагничивающих импульсов тока через каждый регистр набора 2 резисторов (в том числе резистор 3) соединен с соответствующим входным зажимом 4 каждого электронного ключа 5 набора электронных ключей 6. Каждый электронный ключ содер кит трансформатор 7 с первичной обмоткой 8 и двумя вторичными обмотками 9 и 10. Первичная обмотка трансформатора соединена с одним каскадом распределителя 11 улравляющих имп льсов. Параллельно вторичным обмоткам трансформатора одной своей диагональю включены по отдельности и противофазно диодные мосты 12 и 13. Другой диагональю диодные мосты включены между входным зажимом 4 н одним из выходных зажимов 14 и 15 электронного ключа. Зажимы

14заземлены, а зажимы 15 подключены к входу испытуемого ферромагнитного элемента 16, который по выходу соединен через усилнтель 17 с блоком регистрации 18. Этот блок связан с генератором 1 и распределителем 11.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает пачку перемагничивающих импульсов тока (импульсную программу), количество и параметры которых обеспечивают снятие требуемых импульсных характеристик перемагничнвания. Перемагничивающие импульсы тока через каждый резистор набора 2 резисторов (в том числе резистор 3) прикладываются к входным зажимам 4 каждого электронного ключа 5 набора электронных ключей 6. От зажима 4 перемагничивающие импульсы тока через один из диодных мостов 12 или 13 электронного ключа передаются через незаземленные выходные зажимы

15к возбуждающей обмотке испытуемого ферромагнитного элемента 16. Сигналы, возникающие на выходной обмотке испытуемого элемента, усиливаются усилителем 17 и прикладываются к блоку регистрации 18, обеспечивающему воспроизведение в том или ином виде импульсных характеристик перемагничивания испытуемого сердечника.

Набор 2 резисторов выполнен из резисторов, отличающихся один от другого но величине по двоичному закону. Так, если резистор 3 имеет величину R, то последующие резистоR R J

ры имеют величину - , - , - и т. д. 248

Максимальный ток каждого импульса импульсной программы определяется напряжением этого импульса на выходе генератора, поделенным на результирующее сопротивление параллельного соединения резисторов набора 2 резисторов. Весь этот ток может протекать на землю непосредственно, либо через обмотку испытуемого элемента, либо разветвляться так, что часть этого тока будет протекать на землю, а часть - через обмотку испытуемого элемента.

Если к диагонали диодного моста, определяемой двумя точками соединения одинаковых электродов диодов, прикладывается достаточное прямое напряжение, то через диоды моста потечет прямой ток, выводящий рабочие точки всех четырех диодов моста на восходящую ветвь вольт-амперной характеристики. Этот ток в мосте 12 показан сплощными стрелками.

Передаваемый ток для одной полярности нанряжения на входном зажиме другой диагонали моста 12 показан щтриховыми стрелками. В двух диодах моста оба тока имеют одинаковое направление, поэтому в них нротекает суммарный ток и рабочие точки смещаются вверх но восходящему участку характеристики. В двух других диодах направления токов противоположные (стрелки направлены в разные стороны) и ток через эти диоды онределяется разностью токов, а рабочие точки смещаются вниз но восходящему участку характеристики. Необходимо лищь, чтобы уменьщение тока не нриводило к выходу рабочей точки за пределы прямолинейного участка восходящей ветви характеристики.

10 Для коммутации диодных мостов в каждом электронном ключе иснользуют трансформатор 7 с одной нервичной обмоткой 8 и двумя вторичными обмотками 9 и 10. При приложении управляющего импульсного напряже15 ПИЯ к первичной обмотке 8 соответствующие напряжения наводятся на вторичных обмотках 9 и 10, но из-за противофазного характера включения диодных мостов относительно обмоток открывается лишь один диодный 0 мост, для которого напряжение на вторичной обмотке будет прямым. Диоды этого моста, нанример, моста 12, открываются и их рабочие точки выводятся на восходящую ветвь вольт-амперной характеристики. В таком состоянии этот мост будет находиться в течение всего времени действия управляющего входного имнульсного нанряжения. Поэтому в течение этого интервала времени любой импульсный ток генератора 1, задаваемый резистором (например, резистором 3), потечет к выходному зажиму 15 электронного ключа 5. В течение того же самого интервала времени к другому диодному мосту (в данном случае мосту 13) будет нриложено обратное нанряже5 пне, которым диоды этого моста будут заперты. При другой полярности входного управляющего напряжения состояния мостов изменятся на обратные.

Коммутацией диодных мостов импульс тока, 0 задаваемый по величине одним из резисторов набора 2 резисторов, можно направлять к одному или другому выходному зажиму электронного ключа 5 и тем самым или на землю непосредственно или через возбуждаю5 щую обмотку испытуемого элемента 16. Поэтому коммутацией диодных мостов можно производить дискретное изменение по величине каждого импульса тока имнульсной программы в возбуждающей обмотке испытуемо0 го элемента на величину соответствующего тока, задаваемую одним из резисторов набора 2 резисторов. Так как резистор 3 имеет наибольшую величину, то все токи имнульсной программь, задаваемые этим резистором, ми5 нимальны. Следующий резистор набора резисторов в два раза больше по величине, поэтому приращения токов (той или иной полярности) при коммутации диодных мостов второго электронного ключа будут иметь вдвое 0 большую величину и т. д. Все последующие приращения от ключа к ключу увеличиваются в два раза. Если необходимо получить дискретное изменение но линейному нарастающему закону каждого импульса генератора 1, то распределитель управляющих импульсов должен работать в режиме двоичного счетчика. В этом случае в первом такте формируются управляющие напряжения, которыми открываются нижние диодные мосты, например диодный мост 13, в каждом электронном ключе 5, и все импульсы тока через открытые диодные мосты всех электронных ключей потекут на землю, минуя возбуждающую обмотку испытуемого элемента. Во втором такте к первому электронному ключу прикладывается управляющее напряжение, открывающее диодный мост 12. Поэтому от суммарных токов, протекающих до этого на землю, отводятся задаваемые резистором 3 токи, которые в этом такте протекают через возбуждающую обмотку испытуемого элемента.

Таким образом, в каждом последующем такте каждый импульс тока импульсной программы будет больще своего значения в предыдущем такте на величину самой малой градапии этого тока. При пятикаскадном счетчике формируются 32 градации каждого импульса тока с постоянными приращениями между амплитудами токов в смежных тактах. В первом такте все импульсы тока имеют нулевую амплитуду. Установленные вначале а.мплитудные соотнощения токами сохраняются в каждом такте работы.

В результате перемагничивания испытуемого элемента 16 на его выходной обмотке вырабатываются соответствующие выходные импульсные сигналы, которые после усиления усилителем 17 прикладываются к блоку регистрации 18, предназначенному для воспроизведения в том или ином виде характеристик перемагничивания.

Предмет изобретения

Устройство для снятия импульсных характеристик перемагничивания ферромагнитных материалов, содержащее генератор перемагничивающих импульсов тока, распределитель

управляющих импульсов, набор резисторов, набор ко.ммутаторов, напри.мер, выполненный в виде набора электронных ключей, усилитель и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения,

каждый из ключей состоит из трансформатора и двух диодных мостов, подключенных одной диагональю параллельно и противофазно к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора, соединенного первичной обмоткой с одним каскадом распределителя управляющих импульсов, а другой диагональю между входным зажимом и одним из выходных зажимов электронного ключа.