Устройство для измерения напряженности магнитных полей Советский патент 1978 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится ,к И;3 марительной технвке, предназначено для измерения папряженнос,Т1И 1ПОСТОЯ.Н1НЫХ и медленноменяющихся м.алн1ит,ных тслей или напряжений.

Из|Вест:Н;0 уст1ройст1В 0 для измербния «апряженностп магнитных Полей, содержащее гевератор возбуждения, ларничный преобразователь второй iraipiMO:H«Kn частоты возбуждения, селективный усилитель, синхронный детектор 1И двухтактный транзмс.торлый усилитель |м эщ1ност1и во13бужден И я с Т1ра:н€фор:маТОрЯЫМ ВЫХОЦСМ 1.

Однако в этом уст|ройстве тоК второй гар. МО1Ж1КИ воз бужд9ния, беслрепятст1вен:но попадая 3 лервач.ный прео1бразователь, создает дололнительньге .внутренние шумы.

Известны устройства, щрилцип действия которых также основан на выделен-ни второй гар:монк1ки частоты перемагничиванпя ферросердеч(н:ико В при воЗ|Дейстзии них измеряем:01го с,иг1Н;ала (,ма1гн«тното поля или напряжения), содержа-щие генератор возбуждения, по1следо1в.ателыко соадиненные пе|рЕ1Ич:ный стреобр.азо;ватель второй гармоники частоты возбуждения, селективный усилитель, синхронный детектор в двухтактный Т1р;анзисторный усилитель мощксстй возбуждения с тр,а:нсформаторньим .выходам 2.

Недостаткаоли изпестных устройств для преобразования входного сигнала являются:

большое потре;бление ancp.Diii, так как для снижения внутренних шумов измерительного преобразозателя необходимо работать в режй ме П1ераг.озбуждения первичяого преобра3,0в.ателя, а для это-го в обмоике возбуждения не-сбхо, создавать большой то-к напряжения возбуждения; 1налич1ие в цеши (возбуждения первичного преобразователя сложных режект.ср;ных фильтров, уменьшаюших содержанке така второй гар,мони,ки н-апряжения возбуждения с целью снижения внутренних шумов (ИЗмерителыного преобразователя; иаличй е схемы удвоения частоты возбуждения и.ти фазс-сд|3игаюш,1;х це;лей, так как синхронный детектор р(аботает ири отнош1ении частот овгнада и управляющего напряжаиия 2:1.

С целью снижения .потребляемой мощности, уменьщеиия анутренгаих шумов и упрощения схемы в устройстве для .измерения напряжеиности магнитных нолей, содержащем генератор возбуждения, последовательно соединенные первичный преобразователь, сележти.вный усилитель и синхроииый .детектор, а также двухтактный траизисториый усилитель МОЩНОСТ1И ЗОЗбуЖДеНИЯ с Т;р13ГЛСфОр Матор.ны,м ВЫХОДОЛ1, сзяза1н,ныл1 с пэрвичиым преобразователем через колебательный контур, коллекторы траязи-стороз двухтактного усллятеля подключены через согласно включенные иершмчяые обмотки трансформатора к колебательному жоютуру, элементы которого 1Посл€(Д1С131атель,но соединены СО входом перВичлогв |П1реобр:азовател:я, а вторичиая обмотка транофсрматора -coeaHHieHa с управляющим входюзд Синхр энного детектора. На чертеже предста1влена Схема устройства. YcTipoftCTiBo содержит Ганер а тор воз:буж. дения 7, |Д.вухт1акт1ный траязисторяый усилатель |М101цн.01Сти возбуждевия 2, перв1ич«ый преобразоза.тель второй гармоники частоты возбужден.ия 3, селбкт1ив,ный усилитель 4, синxipOiHHbiA |Детеа тор 5, Т1р-анС|ф.ар.маТ|Ор 6, вторичная об:мот1ка 7 которого с(В1ЯЗ|ана с управляющим входом детектора 5, первичные обмотки 8 -я 9 Связ.аны с одной стороны с коллект10ра1М1и тратзистаров 10 и )// усилителя мо:щности 2, а с другой сторояы - с . кой индуктивиссти 12 колебательного колтура ч.астоты 1возбуж1де,ни.я и конденсатором 13 этого -KoaiTyp.a, которые, в свою очередь, включены последовательно с обмоткой возбуждения 14 Первичного .прео;бразователя второй raip:MoiHiHiKH MiacTOTbi возбуждения. Р а1б10тает устройство с.лед|ующи1М OiSp.aaoM. При воздействии гаа 1первич1ный .щрео-бразователь 3 измеряемого сигнала возникает напряжение второй гар,М10:НИ1Ки, ироПОрциональное величине с1И1ГН1ала. Это иа-пряжение через селективный усилитель 4 ирохсцдит на синкронный детектор 5, выходное напряжение KOTOpoiro нропорционально величине измеряемого сигнала. Нанряжение с reHepaTqpa воЗ|буждвния / oiiacTynaeT «la базы транзисторов ,10 и // ус;илителя МОщнос,т1И 2, че1рез каждый из TiotK протекает только один -полулериод (уаилитель ра ботает в режиме класса В). Так йак тераичные О1бмотк1И (5 и 5 траяафор1матоipa 6 включены согласно, то на вторичной обм10Т1ке 7 Создается напряжение, содержащее в основном . вторую пармонику частоты возбуждения. Это наиряжание управляет симХ|ран:ны(м |детектсро м 5, а. который 1падается также напряжение сигнала с -селективного усилителя гармоники 4. Имиульсы TiaKia, протекающие через транзисторы только О|дин полунариод, создают ток первой гармоWHiKH в настроен:ном иа частоту возбуждения п1а1раллельно|М колебательном (К 0:Нтур1е, злементы которого - катушка индуктивности 12 И конденсатор 13 - лосле дав;ательно соединены ic обмоткой Возбуждения 14 первичного преоб|разователя 3 (ферр10зонда или модулятор.а). Ток частоты возбуждения, возникающий в колебательном контуре, в р Q раз больще, чам ток первой гармоники, протекающий через траяви-сторы TI и TZ (р - коаф.ф,ициент включения контура, а Q - добротность контура). Так как произведение p-Q находится в интервале , то (При этом уменьшается потребление энергии от источника питания. Кроме того, колебательный контур, настроенный иа частоту возбужден1ия, отфильТ ровы1вает ток второй гар:мс1НИ1КИ, возникающий от неидентичн10ст1И тр1анз,исторов и неидеальност1И формы напряжения, подаваемого на базы транзисторов. Это позволяет отказаться от использования сложных режекторных фильтров и снизить .внутренние шумы измерительного преобразователя. Форму л а и 3 о б ip е т е и и я Устройство для измерения напряженности магнитных полей, содержащее генерат&р возбуж|дения, последовательно соединенные перВ1ИЧ1НЫЙ мреобразов;атель, селективный усилитель, синхронный (детектор и двухтактный тра,нзистар|Ный усилитель мощности возбуждения с трансформаторным выходом, связанным с первичным преабразователем через колебательный контур, отличающееся там, что, с целью снижения потребляемой мощности, уменыщения внугренних шумов и упрощения iCxeMbi, коллекторы транзисторов двухтактного усилителя 1подключепы через согласно включенные 1парвичные обмотки тр:анс1фчр1мато1ра к колебательному контуру, элементы KOTOpoiro П0 следовательно соединены со вх10|ДОм (первИчнопо преоб|разователя, а вторичная обмотка транс форм а.тор а соединена с управляющим входом синхронного детактара. Источни1ки информации, пр инятые во внимание при экопюртизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 345458, G ОЛ R 33/02, 1970. 2.Афанасьев Ю. В. Феррозонды, «Энергия, Л., .1969, с. 122-Ь27.