Способ измерения амплитуды переменного тока Советский патент 1978 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к измерениям переменных электрических величин,а йменно низкочастотных гармонических напря жений и токов.

Известен способ измерения амплитуды переменного тока, согласно которому измеряемый переменный ток пропускают по цилиндрической катушке, установленной в постоянном магнитном попе, вдодь оси катушки, перемещают предварительно поляризованкое водородсодержащее вещество, фиксируют угол отклонения вектора намшниченности ядер водорода от постоянного магнитного поля (угол нутации) на выходе катушки в находят амплитуду пер0 манного тока по формуле, связывающей этот параметр с величиной угла нутации и скоростью перем 1ения офазца анут- рн катушки Щ.

Недостатки ; этого способа «. трудность реализации, относительно невысокая точность, , обусловленная необходимостью угла нутации и скоростн пере мецеяия вЬдбродсод жащегЫвешесшва, 0

также необходимость выполнения вычислительных операций.

Наиболее близок к предлагаемому способ измерения амплитуды переменного ток, основанный на поляризации протонсодержашего вещества, создании в его объеме переменного магнитного потока, пропор1шонального измеряемой величине, воэбуждении в этом ветцестве свободной ядер ной прецессии н измерении.ее частоты Zlj,

Цель изобретения - повьппение точное ти и быстродействия при измерении амплитуды переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что при измерении амплитуды переменного тока способом, основанным на поля- р зации протонсодержащего вещества, создании в его объеме переменного магнитного потока, пропорционального измеряемой величине, возбуждении в этом вешест ве свободной ядерной прецесиа н измерении ее частоты, в объеме протонсодержащего вещества формируют второй переменный магнитный поток, равный по амплитУ де первому, но сдвинутый относительно него в прсютранстве и во времени на углы, дополняюшие друг друга до ISO. При сложении двух переменных магнит ных потокOB0 sin6jt иф2:(; ш соЦ11-в)3 . сдвинутых в пространстве на угол в (например, при помсоци развернутых, на угол 0 магнитных систем), имекнцих одинаковые а141плитуды, частоты и фазы, о т л и« чающиеся на уголЛ-б, возникает кр гговое магнитное поле, вращающееся в пространстве с углов ой скрростыоб) Поэтому при сформулированных выше условиях в поляризованном протонсодержащем веществе создается неизменный п величине магнитный поток ., пропорциональный измеряемой величине 1и вращающийся с угловой скоростьюбЭ. Вектор ядерной намагниченности ftpe-i цессирует вокруг вращающегося вектора магнитного поля практически так, как если бы последний был неподвижен. В этом случае при наиболее выгодном режиме измерения б ft/2 частота прецессииn-g-K-I (гг«и или, учитывая, что при измерении низких и инф|:)анизкнх частот (единицы и десят«.ки ) i)fKU образом, при измереюга данным способе частота прецессии не зависит от частоты измеряемого сигнала, что псоволяёт повысить точность измерения амплитуды переменного тока и выполнять измерения за время, меньшее по ловины его периода. На чертеже приведен пример устройства для измерения амплитуды переменаого тока .предлагаемым способом. Усфойство содержит контейнер 1 для протонсодержашего , магнитные систек«11 , фазосдвигающий блок 5, коммутатор б, источник поляризующего поля 7 и измеритель частоты прецессии 8. Элементы 1-4 должны быть заключев в магнитный экран (на чертеже не поназ ш). Магнитные системы 2 и 3 установлевы под углом Q друг к другу (на черте , что обеспечивает наибольший коаф41аш1ент 1феофаво1 аняя тока 8 част ту). Обе системы подключены к источнн- ку измеряемого сигнала, причем система 2-непосредственно, а магнитная система 3-через фазосдвигающее устройство 5, изменяющее фазу измеряемого сигнала на угол{1-9 11/2 . В результате в протонсодержащем вещестре создается круговое магнитное поле. Магнитная система 4 ортогональна, магнитным системам 2 и 3 и может быть подключена коммутатором 6 к источнику поляризующего поля 7 или к измерителю частоты прецессии.8. При подключении магнитной системы 4 к ис- . точнику 7 поляризуется протонеодержащее вещество контейнера 1. После отключения поляризующего поля в этом веществе возникает прецессия вектора ядерной намагниченности вокруг кругового магнитного поля, созданного магнитными систеч мами 2 и 3. При этом в магнитной системе 4 наводится сигнал, изменяющийся с частотой прецессии, поступающей, через коммутатор 6 на измеритель частоты прецессии 8. Описанный способ позволяет повысить точность измерения, упростить процесс измерения и повьгсить быстродействие измерительных устройств. По точности и быстродействию устройство, реализующее способ, эквивалентно устройствам на квантовых и протонно-прецессиовньк датчиках, используемых в настоящее время для измерения постоянных электрических токов и напряжений. , Формула изобретения Способ измерения амплитуды переменного тока, основанный на поляризации протоне одержащег о вещества, создании в его объеме переменного магнитного потока, пропорционального измеряемой величине, возбуждении в этом веществе свободной ядерной прецессии и измерений ее частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в объеме протонсодержашего вещества формируют второй переменный магнитный поток, равный по амплитуде первому, но сдвинутый относительно него в пространстве и во времени на углы, дополняющие друг друга До 18О . Источники информации, принятые во рнимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 463073, Q-OIT 19/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР Не 252738, Н ОЗ К 13/20. 1968.