Автоматический компаратор Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 G01R33/10 

Изобретение огносигся к области магнитных измерений и может быть использо вано для автоматическогоо измерения маг нитвой индукции однородных и неоднородных магнитных систем, снятия топографии поля магнитных систем в широксмл инзрер вале температур Известны устройства, позволяющие автоматически измерять магнитную индукцию в широком диапазоне температур, содержа щие термостатированный преобразователь Холла, который периодически калибруется в источнике магнитного поля, находящемся Б нормальных температурных условияхД11. Известный компаратор имеет недостаточную точность измерения в диапазоне температур. Известны устройства, содержащие термостатированный измерительный зонд с датчиком ЭДС Холла, блок автоматического регулирования температур зонда, генератор переменного тока, блок вычитания переключатель пределов измерения, канал автоматической записи распределеыня мат нитной индукции с регистрирующим устройством и бл(ж автоматического управления измерением и записыа малых изменений магнитной индукции 2). Однако эти устройства не позволяют измерять магнитную индукпню в магнитных системах с малыми зазорами. Кроме того, эти устройства обеспечивают измерение магнитной индукции с боль шой погрещностью, так как перепад температур между исследуемыми магнитными системами и эталонным магнитом настолько велик, что даже ..термостатирование преобразователя Холла не может полиостью устранить погрешность, вносимую разностью температур в момент калибровки и измерения. Так как калибровка преобразователя Холла производится до момента измерения, а в процессе измерения калибровки не производится, то возникает дополнительная погрешность от временного дрейфа чувствительности преобразователя, помимо этого, калибровка преобразоватеЛЯ Холла произвоД1 тся толЕ)КО в однойДвух точках, следовательно, погрешность нелинейности ЭДС Холла от измеряемой магнитной индукции не устраняется. Указанное устройство не обеспечивает вьгеода информации в цифровой форме. С целью новышения точносги измере- НИИ магнитной индукции в широком интер- вале температур в узких зазорах магнитных систем в автоматический компаратор, содержащий координатный блок, выполненный в виде последовательно соединенных преобразователя Хояка и электромагнита подключенные к первому выходу блока ;удравленйя, второй выход которого под ключей к первому входу дереключателя, подсоединенного евойм вторым в.ходом к второму выходу иресбразователя Холла, а также комненсатор напряжения, первый вход которого соединен с вторым выходом преобразователя Холла, введены последовательно соединенные блок памяти, нульорган, ключ, отсчетно-лечатающий прибор и блок коррекции, выход которого подключен к второму входу компенсатора напря- жения, первый вход блока памяти связан с третьим выходом блока управлений, четвертым своим выходом подключенного к второму входу отечетно-печатающего прибора, а также тесламегр ядерного магнит ного резонанса (ЯМР), включенный выходом электромагнита и вторым вхо дом ключа, рерулируемый источник тока, включенный меащу вторым выходом блока jtaMsta и вторым входом электромагнита, и генератор Лйнейн.нзменя 01аегося тока, выход которого надкшочен зс; третьему вхо адг электромагнита, а вход - к второму выходу нуль« оргавй второй вход которого подключен к цервоУу: выхойу переклю чатеяя, вторым; выходом еоеди1енногО с вторым входом блош паь,1ятй. Устройство состоит из блока управле. нйя;1Г,коордийа гного бдрка 2, преобразова«« теля Холла 3, блока установки исследуемых систем 4, блока 5 памяти, электро магнита б, тасламегра Т ЯМР, регулируемого источника 8 , нуль«юргана 9, генератора 10 йииейно изменяющегося тока, ключа 11, отсч8тйо печатающего прибора 12, автоматического компенсато ра 13 напряжений н бгшка 14 коррекции. Устройство работает следующим образом..-. В качестве компарируюшего преобразо вателя используется преобразователь Хол ла, .помещенный совместно с нсспедуемым магнитными системами и мерой магнитной индукции в термокриостат. Сигналом ог блока управления 1 переключатель переводится в положение i, включается координатный блок 2, перемещающий по заданной программе преобразователь Холла в магнитном поле системы 4, Напряже ние с преобразователя Холла поступает на блок 5, Е котором запоминаются значения напряясений, соответствующие индукции в заданных точках магнитной системы. Затем преобразователь перемещается в зазор регулируемой меры магнитной индукции, а переключатель переводится в положение два. В качестве меры магнитной индукции используется электромагнит 6, индукция в его зазоре непрерьшно контролируется автоматическим тесламетром 7 ЯМР. В момент помещения преобразователя Холла в зазор электромагнита в соответствии с командами от блока управления напряжение с блока 5 подается на регулируемый источник 8 тока, от которого питается основная обмотка электромагнита, при этом магнитная андукция в зазоре электромагнита ориентг1ровочно равна измеряемой магнитной в заданной точке исследуемой Системы. Напряжение преобразователя Холла при помощи нуль-органа 9 сравнивается с дискретным значением напрйжения, зафиксированным в блоке 5. При неравенстве напряжений нуль-орган 9 включает генератор Ю линейно-измеаяющегосв тока, который питает йополнительнуйэ обмотку электромагнита и изменйет магнитную индукцию. В момент равновесия фиксируется ток в дополнительной обмотке и замыкается ключ 11, включающий о гсчетно-печа тающий прибор 12 тесйаметра 7 ЯМР. Отсчет последующих значений магнитной индукции в определенной последовательности в соогвегствии с программой блока управле:ния производится аналогичным образом. Аналогичный вывод информации о распределении магнитной индукции в исследуемых магнитных системах получается путем записи. напряжения с преобразователя Холла на автоматическом компенсаторе 13 напряжения. Коррекция погреЕшостей преобразователя Холла при этом осуществляется блоком 14 коррекции, на вход которого пс -сгупают дискретные значения цифрового вывода информации. Процесс измерения кратковременен, что сущестаенно снижает погрешность от временной нестабильности параметров компа- рирующего преобразователя. Для исключения температурной погрешности преобразователя Холла исследуемые магнитные системы и мера магнитной индукции помещены в одинаковые температурные условия. Погрешности измерения, связанные с нелинейностью зависимости напряжения преобразователя Холла от измеряемой маг нитной индукции автоматически устраняется непрерьтной колибровкой преобразователя Хопла в мере магнитной индукции. Габариты измерительного зонда определяются только размерами преобразователя Холла в связи с отсутствием необходимости устройств стабилизации температуры. Наличие тесламетра ЯМР обеспечивает простое преобразование измеряемой магнитной индукции в цифровую форму. Формула изобретения Автомагический компаратор, содержащий координатный блок, выполненвый в виде последовательно соединенных преобразователя Холла и электромагнита, подк воченные к первому выходу блока управления, второй выход которого подключен к первому входу дереключателя, ноясоёдиненного своим вторым входом к второму выходу преобразователя Холла, а также компенсатор напряжения, первый вход которого соединен с вторым выходом преоб- разователя Холла, отлвчаюшиЛс я тем, что, с целью повышения точности измерений магнитной индукции в широком интервале температур в узких зазорах магнитных систем, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок памяти, нуль-орган, ключ, отсчетнопечатающий прибор и блок коррекции, вы- ход которого подключен ко второму входу компенсатора напряжения, первый вход блока памяти связан с третьим выходом блока управления, четвертым своим выходом подключенного к второму входу от- счетно-печатающего прибора, а также тесламетр ядерного магнитного резонанса, включенный межсог выходом элеметромагнита и вторым входом ключа, регулируемый источник тока, включенный между вторым выходом блока памяти и вторым входом электромагнита, к генератор линейно-нзменяющегося тока, выход которого подключен к третьему входу электромагнита, а вход - к второму выходу нульоргана, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя, вторым выходом соединенного с вторым входом блока памяти. Истош1ики информации, принятые во вноманве нри экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Jfe 36394S, кл. G О1 R 33/О2, 197О. 2.Авторское свадетельство СССР № 323749, кл. G 01 R 33/02, 1969.