Устройство для поверки тесламетров импульсного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к технике измерений магнитных величин и предназначено для поверки и аттестации тесламетров импульсных и переменных полей.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока, измерительный прибор постоянного тока, частотно разделительную цепь и образцовую катушку (меру) магнитной индукции, а таюхе последовательно соединенные источник импульсного тока, блок синхронизации и задержки и тесламетр мгновенных значений, при этом другой выход источника импульсного поля подключен ко второму входу частотно-разделительной цепи. В этом устройстве через катушку магнитной индукции пропускают одновременно постоянный и импульсный токи. Регулировкой одного из токов добиваются нулевого показания тесламетра мгновенных значений в требуемый момент времени, определяемый згщержкой в блоке с;.нхронизации и задержки. После этого измеряют значение З. постоянного тока. В результате значение Вн магнитной индукции импульсного поля в рабочем объеме катушки равно

.значению Б, магнитной индукции постоянного поля в этом же объеме.

БИ - Ьо 1о где Ко« постоянная образцовой ка5tJOтушки магнитной индукции, определенная предварительно по постоянному полю. Показание поверяемого тесламетра сравнивают затем со значением Вц, измеренным описанным способом. 10 Точность поверки в таком устройстве значительно выше, чем в других аналогах, поскольку значения Kg и 3 могут быть измерены принципиально

значительно точнее, чем , и J l,

15 Недостатком этого устройства является снижение точности поверки на нижних пределах воспроизводимых значений магнитной индукции импульсного или переменного полей. Это обусловлено влиянием посторонних медлениоизменяюцихся (квазистационарных) полей, например магнитного поля Земли, посторонних ферромагнитных тел и т.п. Возникающая при этом погрешность (f В,/Вц определяется наибольшим значением Ви -магнитной индукции постороннего квазистационарного поля, поскольку при нулевом показании тесламетра мгновенных значе

30 НИИ равенство значений индукции принима-ет вид не В 8 , а В Вд+В|

KBO Зо +

При заданном значении

в,, cf значение By, ограничивает нижний предел воспроизводимых значе.ний Вц Эффективная экранировка от посторонних: воздействий затруднена из-за возникающей при этом проблемы обеспечения доступа поверяемого тесламетра к рабочему объему образцовой катушки магнитной индукции

Цель изобретения - повышение точности поверки и уменьшение нижнего предела воспроизводимых значений магнитной индукции.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее образцовую катушку магнитной индукции, источник импульсного тока, последовательно соединенные источник постоянного тока, измерительный прибор постоянного тока и частотно-разделительную цепь, а также последовательно соединенные блок синхронизации и задержки тесламетр мгновенных значений, дополнительно введены переключатель направления тока, последовательно соединенные делитель частоты Дифференцирующая цепь и распределитель импульсов, последовательно соединенные переключатель сигнала, двухканальный блок запоминания и блок вычитания, при этом вход делителя частоты подключен к дополнительному выходу источника импульсного тока, основной выход которого присоединен к импульсному входу частотно-разделительной цепи, первый выход распределителя импульсов соединен со входом блока синхронизации и задержки, а второй - с управляющим входом переключателя направления тока, включенного между выходом частотноразделительной цепи и контактами образцовой катушки магнитной.индукции, сигнальный вход переключателя сигнала подсоединен к выходу тесламетра мгновенных значений, а управляющий вход - ко второму выходу блока синхронизации и задержки.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для поверки тесламетров импульсного поля; на фиг. 2 приведены временные диаграммы сигналов на выходах его отдельных узлов.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, измерительный прибор 2 постоянного тока, частотно-разделительную цепь 3, переключатель 4 направления тока и образцовую катушку 5 магнитной индукции, а также последовательно сйединеные источник 6 импульсного тока, делитель. 7 частоты, дифференцирующую цепь 8, распределитель 9 импульсов, блок 10 синхронизации и задержки, тесламетр 11 мгновенных значений, переключатель 12 сигнала, двухканальный блок 13 запоминания и блок 14 вычитания.

При этом основной выход источника б импульсного тока соединен с импульсным входом частотно-разделитегльной цепи 3, второй выход распределителя 9 импульсов подключен к управляющему входу переключателя 4 напраиления тока, а второй выход блока 10 синхронизации и задержки присоединен к управляющему входу переключателя 12 сигнала. Первичный преобразователь тесламетра 11 мгновенных значений помещен в рабочий объем катушки 5 магнитной индукции.

Устройство работает следующим образом.

Через образцовую катушку 5 магнитной индукции одновременно протекает ток от источника 6 импульсного тока (фиг.2а)и ток от источника 1 постоянного тока (фиг. 26).суммируемые частотно-разделительной цепью 3. Напряжение с дополнительного выхода источника 6 импульсного тока поступает на вход делителя частотыi коэффициент деления которого выбирается с одной стороны из условия полного затухания переходного процесса в катушке 5 магнитной индукции к моменту измерения при изменении направления разностного тока , через нее, а с другой стороны - из условия практической неизменности значения В

посИ

тороннего квазистанционарного поля за период времени между переключениями направления этого тока. Напряжение с выхода делителя 7 частоты (фиг.2в) поступает на дифсЕ)еренцирующую цепь 8, с выхода которой на вход распределителя 9 импульсов приходят импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам напряжения с выхода делителя 7. На первом выходе распределителя 9 импульсов в моменты времени tp, i, t/ и т.д. возникают импульсы напряжения (фиг.2г) соответствующие пе1эеднему фронту напрях ения с выхода делителя 7, которые служат для запуска блока 10 синхронизации и задержки. На выходах последнего вырабатываются импульсы напряжения - (фиг.2д ) задержанные относительно входных на время С t -1(-, t -1 .Это время может изменяться для отыскания минимального значения магнитной индукции разностного поля при сложной форме импульсов магнитной индукции,, Импульсы напряжения блока синхронизации и задержки предназначены для запуска тесламетра 11 мгновенных значений и для управления работой переключателя 12 сигнала. Со второго выхода распределителя 9 импульсюв напряжения (фиг.2е) соответствующие заданному фронту импульсов делителя 7 в моменты времени tj.tytt и т.д. поступают на управляющий вход переключателя 4 направления тока. При его переключениях разностный ток 3.Jg-Jj, с выхода частотно-разделитель ной uenVi 3 (фиг.2ж) течет через катушку 5 магнитной индукции то в прямом, то в обратном направлении, вследствии чего вектор магнитной индукции (BQ-B,) разностного поля (Фиг.2з), вызываемого этим током, в моменты времени t,t,t и т.д. изменяет свой знак на противоположный. Направление же вектора магнитной индукции В и постороннено квазистационарного поля сохраняется не изменным. Поэтому тесламетр 11 мгно венных значений в момент времени tx и др. реагируют на значение магнитной индукции В,+ (Во-Вд), , а в моменты времени t,t-j и т.д. - на значение By, - (,) . Напряжение с выхода тесламетра 11 мгновенных значений через переключатель 12 сиг нала поступает поочередно на два входа двухканального блока 13 запоминания . При выполнении условия В -В 0 , (фиг.2з) в первом канале блока 13 запоминания в момент t запоминается, а в момент t,подтвер дается значение напряжения, пропорциональное В (фиг.2и), а во второ канале в момент времени t и далее примерно равное ему значение напряжения II (фиг.2к).На выходе блока 14 вычитания,. начиная с момента t , при этом индифицируется напряжение, колеблющееся около нуля (фиг.2л), что объясняется i несовершенством схемы запоминания и легко устраняет ся применением достаточно инерционного индикатора на выходе индикации устройства. Если же условие Вр-В,0не выполняется и Вр-В„ &В, то на выходе инд кации устройства появляется сигнал, пропорциональный значению Вц -f (Вд-В -СВп- (Во-Вц) -(Bv,-uB)2uB. Регулировкой одного из токов Зд или Зц добиваются выполнения условия , После этого измеряют значение TO постоянного тока измерительным прибором 2 постоянного тока и показание поверяемого тесламетра сравнивают со значением В, где KgQ - постоянная образцовой катушки магнитной индукции, определенная предварительно по постоянном полю. Таким образом, устройство позволяет исключить влияние посторонних квазистационарных полей в процессе поверки импульсных тесламетров. Подобным же образом оно исключает и другие квазистационарные воздействия, в частности температурный и временной дрейф нулевых сигналов первичного преобразователя и усилителей, входящих в состав тесламетра мгновенных значений, а также влияние наводок на сигнальные цепи первичного преобразователя тесламетра мгновенных значений от импульсов воспроизводимого поля и от тока питания преобразователя. Формула изобретения Устройство для поверки тесламетров импульсного поля, содержсццее образцовую катушку магнитной индукции, источник импульсного тока, последовательно соединенные источник постоянного тока, измерительный, прибор постоянного тока и частотно-разделительнуь цепь, а также последовательно соединенные блок синхронизации и задержки и тесламетр мгновенных значений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поверки и уменьшения нижнего предела воспроизводимых значений магнитноИ индукции , в него дополнительно введены переключатель направления тока, последовательно соединенные делитель частоты, дифференцирующая цепь и распределитель импульсов, последовательно соединенные переключатель сигнала, двухканальный блок запоминания и блок вычитания, при этом вход делителя частоты подключен к дополнительному выходу источника импульсного тока, основной выход которого присоединен к импульсному входу частотно-разделительной цепи, первый выход распределителя импульсов соединен со входом блока синхронизации и задержки, а второй - с управляющим входом переключателя направления тока, включенного между выходом частотно-разделительной цепи и контактами образцовой катушки магнитной индукции, сигнальный BXOJJ;, переключателя сигнала подсоединен к выходу тесламетра мгновенных значений, а управляющий вход - ко второму выходу блока синхронизации и задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2485231/21.

индикация

фае. i