Способ измерения мгновенных значений периодических магнитных полей и устройство для его реализации Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

.пропорциональные производной от индукции поля по времени, фиксации переднего фронта сигналов задержки момента отсечки сигналов относительно переднего фронта и изменении задержки в пределах длительности сигналов, отсеченные электрические сигналы сравнивают с регулируемым опорным сигналом в течение фиксированного времени интервала, длительность которого меньше периода следования сигналов, и в момент равенства сигналов по величине опорного сигнала определяют магнитное поле,

В известное устройство для измерения мгновенных значений периодических магнитных полей, содержащее индукционный датчик магнитного поля, вольтметр постоянного тока, последовательно соединенные блок фиксации переднего фронта сигналов, элемент задержки и ключ, подключенный к датчику, введены последовательно соединенные блок формирования (фиксированного временного интервала, элемент И, второй ключ и емкостной фильтр, выход которого подключен к вольтметру постоянного тока; при этом вход фильтра и выход второго ключа соединены с выходом первого ключа, второй выход элемента задержки - со вторым входом элемента И, а входы элемента задержки и блока формирования фиксированного временного интервала подключены к выходу блока фиксации переднего фронта сигналов.

Способ поясняет диаграмма, представленная на фиг. 1, а устройство - блок-схема на фиг. 2.

Поле B(t) (фиг. 1) преобразуется датчиком в напряжение U(t), пропорциональное производной от поля по времени.

В заданный момент напряжение отсекается, и отсеченное напряжение в течение времени ф сравнивается с опорным напряжением f/o- .

Равенство имеет место в том случае, если равны площади прямоугольника высотой f/o и основанием /ф и фигуры, образованной кривой отсеченного напряжения с основанием /о/о ,

1 U(t}dt 5(/о) .

Видно, что величина показаний f/o не зависит от частоты следования импульсов поля.

Устройство содержит (фиг. 2) индукционный датчик 1 магнитного поля, ключи 2 и 3, вольтметр 4 постоянного тока, блок фиксации 5 переднего фронта сигнала датчика, элемент задержки 6 момента отсечки; блок 7 формирования фиксированного временного интервала, элемент И 8 и .RC-фильтр 9.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии конденсатор

фильтра 9 разряжен. Ключи 2 и 3 заперты Потенциалами на выходах элемента задержки 6 и элемента И 8. В момент возникновения поля блок фиксации 5 переднего фронта генерирует импульс, запускающий элемент задержки б момента отсечки и блок 7 формирования фиксированного временного интервала.

Элемент б генерирует импульс, длительность которого равна времени задержки момента отсечки. С прямого выхода элемента б снимается отпирающий импульс, под действием которого ключ 2 замыкается, и ЭДС датчика прикладывается к

фильтру.

Блок 7 генерирует отпирающий импульс длительностью, равной фиксированному интервалу. Ключ 3 удерживается в замкнутом состоянии до момента отсечки„

так как с инверсного выхода элемента задержки б на вход элемента PI 8 поступает запирающий импульс. В момент отсечки /о элемент задержки б возвращается в исходное состояние и запирает ключ 2. На инвёрсном выходе элемента задержки б устанавливается отпирающий потенциал. Ключ 3 замыкается и удерживается в этом состоянии до окончания фиксированного временного интервала /ф. Таким образом, в течение времени задержки происходит заряд емкости фильтра 9 под действием ЭДС датчика I, а затем до момента /ф фильтр 9 замыкается на общую шину, и емкость его частично разряжается.

До конца периода заряд на емкости не изменяется. Затем процесс повторяется, и емкость получает новое приращение заряда. Постоянная фильтра 9 выбирается с таким расчетом, что за один цикл напряженне на емкости изменяется на малую величину.

Накопление заряда прекращается в момент, когда напряжение на емкости сравняется с ЭДС датчика, усредненной в интервале /ф. Установившееся напряжение измеряют вольтметром 4, а затем определяют поле но приведенной выше формуле.

Из описания видно, что емкость фильтра 9 выполняет функцию источника опорного

.напряжения, а процесс сравнения протекает автоматически за счет изменения заряда емкости.

Способ и устройство по способу обеспечивают независимость показаний от частоты следования импульсов поля. Способ особенно эффективен при измерении полей малой длительности:

Формула изобретен Ия

I. Способ измерения мгновенных значеНИИ периодических магнитных.полей, основанный на преобразовании индукции магнитного поля в электрические сигналы, пропорциональные производной от индукции ПОЛЯ по времени, фиксации переднего фронта сигналов, задержки момента отсечки сигналов относительно переднего фронта и изменении задержки в пределах длительности сигналов, отличающийся тем, что, с целью повйшения чувствительности и точности измерений, отсеченные электрические сигналы сравнивают с регулируемым опорным сигналом в течение фиксированного времени интервала, длительность которого меньше периода следования сигналов, и в момент равенства сигналов по величине опорного сигнала определяют магнитное поле.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее индукционный датчик магнитного поля, вольтметр постоянного тока, последовательно соединенные блок фиксации переднего фронта сигналов, элемент задержки и ключ, подключенный к

упомянутому датчику, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные блок формирования фиксированного временного интервала, элемент И,

;второй ключ и емкостной фильтр, выход которого подключен к вольтметру постоянного тока, при этом вход фильтра и выход второго ключа соединены с выходом пер.вого ключа, второй выход элемента задержки - со вторым входом элемента И, а, входы элемента з адержки и блока формирования фиксированного временного интервала подключены к выходу блока фиксации переднего фронта сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 390484, кл. G 01 R 33/12, 1973.

2.Измерительная техника. Под ред, Шрамкова Е. Т., М., 1975, с. 73.

т

и.

ото

Г.

N

J t