Измеритель напряженности переменного магнитного поля Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство предназначено, в частности, для измерения напряженности переменньтх магнитных полей в широком частотном диапазоне с помощью индукционных катушек.

Известны индукционные преобразователи, содержащие индукционную катушку и частотно-корректирующее устройство 1 .

Однако в ряде случаев, когда верхняя граничная частогта измеряемого поля близка к собственной резонансной частоте преобразователя или когда собственная резонансная частота лежит в диапазоне частот измеряемых полей, применение корректирующего устройства для расширения частотного диапазона малоэффективно.

Наиболее блгоким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее секционированную иш1укционную катушку и многовходопой суммирующий усилитегш 2. Использоваиие секционированной кагуи1ки, каждая секция которой полключсна к соответствующему входу п-входовог о параллельного сумматора, позволяет увеличить частоту собственного резонанса примерно в Vn paj и н ю же число раз (при той

же псгрещности неравномерности амплитудночастотной характеристики) увеличить верхнюю частоту измеряемого поля. Однако при необходимости существенного расширения частотного диапазона (увеличения верхней частоты измеряемого поля) требуемое число секций оказывается слишком велико, что значительно усложняет схему, а в ряде случаев реализация подобнся-о устройства и вовсе невозможна. Так, например, для увеличения верхней граничной частоты в 10 раз число секций катушки и, следовательно, число входов суммирующего усилителя должно быть около 100, что практически неосуществимо. При меньшем числе секций индукционной катущки существенно расширить частотный диапазон измерителя невозможно и, следовательно, неравномерность амплитудно-частотной характеристики приведет к увеличению псгрешности измерения или соответственно к уменьшению частотного диапазона.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона.

Указанная цель достшается тем, что в измеритель напряженности переменно о магнитно: о поля, содержащий секционированную ин.чукнионную

366

катушку, состоящую из п секций, и сумматор, имеющий п входов, введены 2п апериодических звеньев первого порядка и п фильтров нижних частот, причем каждая секция индукционной катушки подсоединена к соответствующему входу сумматора через последовательно соединенные два апериод1яеских звена и нижних частот

На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя напряжен юсти; на фиг. 2 изображены амплитудно-частотные характеристики отдельных звеньев и всего юмерителя (число секций принято равным трем).

Измеритель напряженности содержит секции 1, 2 и 3 .ддукционной KaTjfuiKH, апериодические звенья первого порядка 4, 5, 6, 7, 8, 9 с постоянным временем соответственно т т т, т фильтры 10, 11 и 12 нижних частот с постоянным временем т, т„ т,, и сумматор 13.

Каждая секция индукционной катушки совмест но со своими двумя апериодическими звеньями и фильтром нижних частот юмеряет ншряженность переменнсяо магаитного поля в своем сшределенном диапазоне частот. Напряжение, пропорциональное напряженности измеряемото магннгного поля, поступает на сумматор 13, где происходит суммирование аналоговых сигналов для последующего их регистрирования в расширеином диапазше чгстот.

Наклон амплитудно-частотной характеристики первой ветви измерителя, состоящей из злементов 1, 4, 7, 10, в диапазоне частот до f (фиг. 2 и) определяется характеристикой секции индукционной катушки, выходное напряжзние которой пропорционально частоте а измеряемого поля. В днапазсме частот характеристики апериодических звеньев 4, 7 и фильтра 10 нижних частот можно счнтать :частЬтно-независимь ми. Начиная с частоты f на характеристику ветви начинает влиять апериодическое звено 4. Ввиду того, что выходное напряжение апериодического звена 4, начшая с частоты г , можно считать обратно пропорциональным частоте со, характеристика ветви в

диапазоне частот от f, до f, частотно независима. Начиная с частоты г, , на характеристику ветви начинает влиять апериодическое звено 7 и она обратно пропор №оиально частоте w. Благодаря фильтру 10 нижних частот исключается подъем амплитудно-частотной характеристики, обусловленной собстве1шой резгшансной частотой секции 1 индукцисяшой катушки.

На фиг. 26 в соответственно шображены амплитудно-частотные характеристики ветвей с элементами 2, 5, 8, I и 3, 6, 9, 12, а на фиг. 2 г представлена суммарная амплитудно-частотная характеристика измерителя напряженности.

Таким образом, использование измерителя позволяет снизить псгрешность от неравномерности амплитудно-частотной характеристики и существенно расширить диапазон частот измеряемых полей. Применение предлагаемото юмерителя позволит обеспечшъ юмерение в широком диапазоне частот от единиц герц до сотен килсгерц одним шлукционным преобразователем.

Формула изобретения

Измеритель напряжетности переменного магнитного по;1я, содержащий секционированную индукционную катушку, состояихую из п секций, и сумматор, имеющий п входов, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазсжа, в него введены 2п апериодических звеньев первого порядка и п фильтров нижних частот, каждая секция катушки подсоединена к соответствующему входу сумматора через последовательно соединенные два апериодических звена и фильтр нижних частот.

Источники инфорьиции, принятые во внимание при зкспертизе

. 1

to