Способ измерения импульсных магнитных полей Советский патент 1974 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к области измер тельной техники. Известны способы измерения импульсны магнитных полей путем расширения во вре.мени исходных импульсов э. д. с. в индукЦИ01ШОМ датчике с транзисторным усилителем. Цель изобретения - упрощение преобра- .зований импульсов с одновременной отстрой кой от электростатической составляющей измеряемого поля. Это достигается тем, что расширяют не рабочую часть импульсов исходной э. д. с. после окончания первого рабочего пика путем амплитудно-временного преобразования указанной части импульсов, при котором пе реход змигтер - база транзистора включают в проводящем направлении для нерабочей части импульсов и измеряют импульсы на выходе транзистора. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая описываемый способ; на фиг. 2 - формы имч пульсного напряжения на элементах схемы; на фиг. 3 зависимость длительности Ц. пульса на выходе схемы от максимальных амплитуд отрицательной части импульсов, наведенных в датчике. i Все формы напряжений (см. фиг. 2 а-е) построены в одних и тех же масштабах напряжения и времени, кроме масштаба напряжения J отрицательной части входных имTsynitcok О приведенных на фиг, 2 б, Г, увеличен в 3 раза из-за довольно низкого уровня этой части импульсов. Фиг. 2а, б, д соответствуют большей амплитуде исходного напряжения yLv . фиг.2в, г, е - меньшей амплитуде Ugv Сущность описываемого способа заключается в следующем. При исследовании импульсных магнитШ|1х полей таких объектов,как обмотки якорей электрических машин, полюсные катушки и т. п., с помощью индукционного датчика с магнитопроводом, имеющим воздушный зазор, в датчике, отключенном от измерительной схемы, наводятся импульсы. имеющие, кроме положительной части, еще и отрицатель{1ую часть на хвосте. Кроме ТОГО; из-за наличия паразитных емкостей на хвостовой части импульса возникают высокочастотные наложенные паразитные колебания. Площадь основной положительной части импульса равна площади его отрицательной части, Это следует из того, что, ЯВЛЯЯСЬ: по существу вторичной обмоткой трансформатора, индукционш11й датчик не может иметь постояаное напряжеше в импульсе любой формь, ; При непосредственной подаче наведенно- -го в индукционном датчике 1 с железным или ферритовым сердечником с воздушным зазором (см. фиг. 1) импульсного напряже ШУЯ, одна из возможных форм которого приведепа на фш 2а или (то же, но меньшей амплитуды) на фиг. 2в, на вход транзистор 2 типа 1114 (х)рма исходного импульсного наиряжегпш резко изменяется. Ггсли исходный импухшс для его отрицательной -laci-H подается в проводящем : направлении на вход транзистора, то амплитуда О1рицательной части уменьшается, дли телытость огридательной части увеличиваетc«j паразит1 ые колебания на хвосте уменьшаются, форма первого положительного пика исходного импульса практически не изменяется. Новый сформированный импульс с удлиненной отрнцатепьной частью показан на фиг, 26 или (для меньшей амплитуды исход него импульса) на фиг-. 2г. Уменьшение амплитуды отрицательной части исходных импульсов объясняется возрастанием затухания паразитных колебаний и увеличением тока в индукционного датчика из-за низкого входного сопротивления транзистора в прямом направлении, т, е,, здесь используется свойство входного дина.мического сопротивления транзистора. Амплитуда и форма первого положительного пика исходных импульсов остаются практически iieH3MeHHOEj так как для него входное сопротивление транзистора велико и подается в непроводящем направлении. Увеличение длительности отрицательной части исходных импульсов происходит В: связи с сохранением равенства площадей i положительной и отрицательной часаг й новы I сформированных импульсов, : Таким образом, длительность стрицатель ной части исходных импульсов при подаче их непосредственно на вход транзистора с указанкой полярностью увеличивается за счет уменьшения ампл ятуды отрицательной 1асти и БОЗрастаю1Я затухания паразитных колебаний на хвосте. Несмотря на резкое уменьшение амплитуды отрицательной части входного импульса У„ величина входного тока достаточна для в а щения транзистора 2 в режим насыщения , На выходесхемы (см. фиг 1) образуpoTcs .- импульсы с формой, близкой к пря- моугольноЙ8 и неизменной амплитудой ,-{см. фиг. 2д, е), что объясняется работой транзистора 2 в режиме насыщения, Длитель (см, фиг. . ность выходных импульсов ;,2д, е) равна длительности отрицательной l чаоти входных импульсов Ugj (см. фиг. 26, г). Положительная часть входных импульсов запирает транзистор. I Таким образом, на выходе схемы (см1 1 фигр 1) образуются импульсы Ua.,,,, (см, fsDi/i I фиг. 2ц, е) с формой, близкой к прямоугольной, с неизменной амплитудой, длительность которых соответствует длительности вход(см, фиг. 26, г). ных импульсов По сравнению с длительностью отрицательной части исходных импульсов UL« .(см. фиг.2а, в) длительность выходных импульсов Ug|,iv (см, фиг, 2д, е) увеличивается в несколько раз. Так при длитель, равной ности исходных импульсов , 90 мксек, и амплитуде их отрицательной I части, равной 10 в, длительность выходных импульсов составляет 800 мрсек- (см, фиг. 3), т, е. длительность увеличилась почти в 9 раз. Экспериментально установлена практически линейная зависимость длительности выходных импульсов Ugyj{ от амплитуды отрицательной части импульсов, наведенных в индукционном датчике, отключенном от схемы расширителя (см, фиг. З). Зависимость, приведенная на фиг. 3, построена для транзистора типа П14, работающего с индукционным датчиком, имеющим 300 витков провода ПЭЛ-О,2, намотанных на магнитопровод сечением 0,5 см с воздушным зазором 1 мм. Объектом импульсных испытаний явля ется полюсная катушка тягового двигателя. Линейный участок этой зависимости для указанных параметров схемы начинается с ) амплитуды порядка 2 В , Верхний предел ; амплитуды напряжения лимитирован стимым напряжением для входа транзисто ра. Уровень выходного импульса У,.. (см. фиг. 2д, е) достигает 10-15 в (при соответствующем выборе значений коллек- т орного резистора 3 и величивд напряжения источника питания 4) при сравнительно низком уровне напряженна отрицательной части входных импульсов У„„ (см. , фиг. 26, в) порядка O,2-Ot3 в. Амплитуда отрицательной части входных импульсов У мало зависит от амплитуды отрицаВХ( теяьной части исходных импульсов Ущк Так при изменении амплитуд отрицательной части исходных импульсов 2 до 10 в амплитуда отрицательной части входных импульсов Уизменя ется соответственно от 0,25-.; до в. Для индикации изменения длительност-и ц.м выходных импульсов У можно приме нять, например, последовательную цепочку электролитический конденсатор - измерительный прибор магнитозлектричесхой сист мы, включенную параллельно коллекторном резистору 3. (см. фиг. 1). Таким образом, для осуществления предложенного способа измерения импульсных магнитных полей требуется довольно простое, надежное и дешевое устройство. Предмет изобретения Способ измерения импульсных магнитных полей путем. расщирения во времени исходных импульсорэ, д. с, в индукционном датчике .с транзисторным усилителем, отличающийся reMj что, с целью упрощения преобразовании лмгульс ги. с одновременной отстройкой ст зла;- ::: статической составляющей кзмаряе--г: . -. {1, расширяют нерабочую часть .uJ ИСХОДНОЙ э. д. с. после окончания пег).) ... рабочего пика путем амплитудис-Ь : е-лгиногс преобразования указанной часгя и:.:; . сов,, пра котором переход змиггер - :;;-,; транзистора включают Б проводяшег--. lui-правлении для нерабочей част:: кьшуль ч) , и измеряют импульсы на выходе транзистора.

и

ч i

(в)

1/г.$