Устройство для измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение касается области магнитных измерений и предназначено для измерения напряженности магнитного поля с помощью уравновешивающих схем.

Известны устройства для измерения напряженност.и магнитного поля, содержащие первичный преобразователь, помещенный в катушку уравновешивания, которая создает магнитный поток, направленный встречно измеряемому 1. Такие устройства, являясь по существу устройствами измерения с непрерывным уравновешиванием, измеряют ток, пропорциональный полю катушки уравновешивания. Погрешность устройства определяется в основном стабильностью параметров первичного преобразователя. В качестве первичного преобразователя в этих схемах применяется электронный преобразователь с симметричной характеристикой U f(H) относительно оси и. Однако, таким схемам присупш большая величина мощности уравновешивания и низкая точность измерений при нестабильности характеристик первичного преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, в котором мощность уравновешивающего сигнала существенно уменьшено за счет перехода к схеме измерения с импульсным уравновешиванием. Для этого измерительное устройство снабжено блоком запоминания мгновенного значения сигнала, управляемым формирователем импульсов и

0 запоминающим напряжение, снимаемое с шунта в цепи катушки уравйовешивания, пропорциональное напряженности измеряемого поля 2).

Однако данному устройству присуща

5 низкая точность измерений при нестабильности характеристик первичного преобразователя, что требует принятия специальных мер по стабилизации режима преобразователей (например,

0 у электронных преобразователей с симметричной характеристикой необходимо стабилизировать анодное питание,накал и т.д.)

Цель изобретения - повышение точ5ности измерен 1Я.

Для этого устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее помещенный внутг и уравновешивающей катушки первичный преобразоваТель, к выходу которого подклйчен блок Формирования импульсов, й датчик тока, включенный йцеИб уравновешивающей катушки снабжено блоками выделения переднего и задне го фронтов импульсов, входы которых подключены к выходу блока формирова йия импульсов, двумя блоками запоминания мгновенного значений сигнал управляющие входы которых соединены с выходами блоков выделения переднего и заднего фронтов импульсов, .а основные - с вьлхЬдом датчика тока и блоком суммирования, входы которого связаны с выходами блоков запо минания мгновенного значения сигнала. На фиг, 1 представлена структурная йхема предложенного устройства; на фиг. 2 - характеристики первичного преобразователя и характеристики системы первичный преобразователь - формирователь импуль са ; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства. Устро йство еоде 1Ьжит первичный преобразователь 1, помещень ый краксисшьно в катушку 2 уравновешивания Генератор 3 импульсов тока, блок 4 формирования импульсов, датчик тока 5, блок б выделения переднего фронта импульса, блок 7 выделения заднего фронта; импульса, блок запоминания 8, 9 мгновенного значения сиг нала и блок суммирования 10. Первич ный преобразователь 1 имеет симмет,ричную характеристику V f{H) на прймер, зависимость напряжения цепи анода электронного преобразователя от напряженности внешнего поля. Характеристика системы первичный пр образователь - формирователь импульсов (фиг.2) имеет прямоугольную и симметрична относительно оси Устройство работает следующим образом. Первичный преобразователь 1 напряженности магнитного поля, расположенный .внутри катушки 2 уравновешивания, помещается в магнитное пол На него действует разностное поле н - vc - HY где Н - напряженность измеряемого поля; Н, - наЛряженность поля уравнов шиваййя. Уравновешивающее поле в катушке 2 создаётся генератором 3 импульсов тока. При подаче на катушку 2 импул са тока на выходе блока 4 вырабатываются импульсы, передние и задние фронты которых соответствуют равенству сук тарйОй напряже ннбстй пОля, действующего на первичный преобразо ватель Л значениями ±Н (см.фиг.3). Эти импульсы значительно короче периода следования импульсов генератора 3. Блоки 6 и 7 вырабатывают упрйвляющие строб-импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам импульсой блока 4. Эти импульсы, поступая на управляющие входы блоков запоминания 8 и 9,-.открывают их. В эти моменты времени блоки 8 и 9 запоминают сигнал,пропорциональный ток в катушке 2,а значит и напряженность поля уравновешивания. При этом напря кение на выходе одного из блоков запоминания оказывается разным и К(Ну - И., ) , а на выходе другого блока запоминанияU2. К(Н + Н) Сумма этих напряжений, получаемая с помощью блока Суммирования 10, является выходным напряжением измерительного устройства: U ,() 2KH Выходное напряжение оказывается независимым от величины Н, а значит и от нестабильности характеристики первичного преобразователя. Это позволяет повычить точность измерений.. Формула изобретения Устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее помещенный внутри уравновешивающей катушки первичный преобразователь,к выходу которого подключен блок формирования импульсов, и датчик тока, включенный в цепь уравновешивающей катушки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоками выделения переднего и заднего фронтов импульса, входы которых подключены к выходу блока формирования импульсов, двумя блоками запоминания мгновенного значения сигнала, управляющие входы которых соедин,ены с выходами блоков выделения переднего и заднего фронтов импульсов, а основные - с выходом датчика тока, и блоком суммирования, входы которого связаны с выходами блоков запоминания мгновенного значения сигнал. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Привалов В.Д. и др. Следящее устройство для измерения напряженности магнитного поля с Электровакуумным первичны - преобразователем. Известия ВУЗов, Приборостроение, том.XYI, 7, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 441533, кл.С 01 R 33/02, 1975 (прототип).

«

Q

и

с./

4J I / г

Фиг.З