Устройство для определения динамическойМАгНиТНОй пРОНицАЕМОСТи HA чАСТНОМгиСТЕРЕзиСНОМ циКлЕ Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

чающий двухкоординатный самописец и цифровой индикатор 2.

Это устройство не позволяет определять непосредственного значения динамической магнитной проницаемости на частном цикле гистерезиса при сложном перемагничивании ферромагнетика.

Целью настоящего изобретения являеюя повышение точности измерения

Эта цель достигается за счет того, что устройство для определения динамической магнитной проницаемости на частном гистерезисном цикле,содержащее намагничивающую обмотку с последовательно включенным активным сопротивлением, измерительную обмотку, подключенную к интегратору, первый и второй стробоскопические преобразователи, управляющие входы которых подключены к выходу генератора стробимпульсов, блок деления напряжений, к выходу которого подсоединен индикатор, снабжено генераторами низкой и высокой частот, формирователем импульсов, фазовращателем, двумл ключами, суммирующим усилителем, первый вход которого подключен через фазовращатель к выходу генератора низкой частоты и ко входу формирователя импульсов, второй - через первый ключ - к генератору высокой частоты, связанному с генератором низкой частоты, -а также вторым генератором стробимпульсов, третьим и четвертым стробоскопическими преобразователями , управляющие входы которых подключены к выходу второго генератора стробимпульсов, первым и вторы дифференциальными усилителями, входы которых подсоединены соответственно к выходам первого и третьего, второго и четвертого стробоскопических преобразователей, а выходы - к блоку деления напряжений; при этом сигнальные входы первого и третьего стробоскопических преобразователей подключены к выходу интегратора, а сигнальные входы второго и четвертого подсоединены через намагничивающую обмотку к выходу суммирующего усилителя и через второй ключ - к входам генераторов стробимпульсов, а управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходом формирователя импульсов.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы возбуждающего устройства; на фиг.З - частный динамический цикл перемагничивания.

.На схеме изображены испытуемый образец 1, намагничивающая обмотка 2 с последовательно соединенным активным сопротивлением 3, измерительная обмотка 4, суммирующий усилитель 5, один вход которого подключен через фазовращатель 6 к выходу генератора

низкой частоты 7, а другой - через ключ 8 - к выходу генератора 9 высокой частоты, причем выход суммирующего усилителя 5 связан с намагничивающей обмоткой 2; формирователь - импульсов 10,вход которого подсоединен к выходу генератора 7 низкой частоты, а выход - к управляющему входу ключа 8, генераторы 11 и 12 стробимпульсов, входы которых поключены через ключ 13 к активному сопротивлению 3, причем управляющий вход ключа 13 соединен с выходом формирователя импульсов 10; интегратор 14, вход которого подсоединен к измерительной обмотке 4, стробоскопические преобразователи 15-18, причем сигнальные входы преобразователей 15 и 17 связаны с выходом интегратора 14, входы преобразователей 16 и 18 подсоединены к активному сопротивлению 3, а управляющие входы преобразователей 15 и 16,17 и 18 подключены соответственно к выходам генераторов 11 и 12 стробимпульсов: дифференциальные усилители 19 и 20, входы которых связаны соответственно с выходами стробоскопических преобразователей 15,17 и 16,18, блок деления напряжений 21, выход которого соединен с цифровым индикатором 22, а входы подключены к выходам дифференциальных усилителей 19,20.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 1 перемагничивается в сложном магнитном поле,представляющем собой сумму отличающихся по амплитуде и частоте переменных магнитных полей. Возбуждающее устройство состоит из двух синхронизированных между собой генераторов 7 и 9, генерирующих низкую и высокую частоты, например 50 и 500 Гц, намагничивающей обмотки 2 с последовательно соединенным активным сопротивлением 3, являющемся нагрузкой суммирующего усилителя 5. Суммирующий усилитель содержит усилитель мощности с включенным на его входе суммирующим каскадом с регулируемьлми коэффициентами передачи по каждому из входов. На первый вход суммирующего усилителя 5 через фазовращатель 6 поступает синусоидальное напряжение (фиг.2а) с генератора 7 низкой частоты, а на его второй вход через открытый ключ 8 поступает сигнал (фиг,2а) с генератора 9 высокой частоты.

Формирователь импульсов 10, выполненный, например, в виде последовательно соединенных нуль-органа и ждущего мультивибратора, вырабатывает импульсы (фиг.26), следующие с частотой повторения и ,1лительностьк5, равной одному периоду высокочастотного сигнала, которые управляют работой ключа 8, пропускающего при

этом на второй вход суммирующего усилителя 5 в течение каждого периода низкочастотного напряжения один период высок04а тотного сигнала (фиг.2в).

В результате сложения этих сигналов возбуждающее поле имеет вид,показанный на фиг.2г. Фазовращатель 6, изменяя фазу низкочастотного сигнала относительно высокочастотного, позволяет получать частный гистерезисный цикл в любой точке низкочастотной петли гистерезиса, а регулируемые входы суммирующего усилителя 5 дают возможность получать различные соотношения намагничивающих полей - от нуля до их максимальных Значений.

Измерительный канал, назначение которого заключается в определении .значений ДВ и дН для частного цикла (фиг.З) и выполнении операции деления лв/ дН, состоит из двух стробоскопических преобразователей 15 и

17для получения напряжений, пропорциональных соответственно мгновенным значениям индукции и В (фиг. 3) и двух стробоскопических преобразователей 16 и 18 для получения напряжений, пропорциональных соответственно мгновенным значениям напряженности Н и FI2 (фиг.З). Для этого на сигнальные входы стробоскопических преобразователей 15 и 17 поступает напряжение, снимаемое с интегратора 14, подключенного своим входом к измерительной обмотке 4 и пропорциональное мгновенньни значениям индукции во времени. На сигнальные входы стробоскопических преобразователей 16 и

18поступает напряжение, снимаемое с активного сопротивления 3 и пропорциональное мгновенным значениям напряженности H(t).

Для измерения мгновенных значений напряженности Н и Н и соответствующих им мгновенных значений индукции В и Bj (моменты времени t и t/ на фиг.3) на управляющие входы стробоскопических преобразователей 15, J8 поступают стробимпульсы длитель- ностью 10 мкС, вырабатываемые генераторами 11 и 12 стробимпульсов, один из которых - генератор 11 в момент максимума результирующего поля, другой - генератор 12 - в момент его минимума (соответственно моменты t и t2 на фиг.З). Для исключения ложного срабатывания генераторов 11 и 12 стробимпульсов, приналичии других экстремальных точек кривой суммарного поля, их запуск осуществляется через ключ 13, работающий синхронно с ключем 8 и обеспечивающий получение управляющих стробимпульсов только в течение времени формируемого -частного гистерезисного цикла. Такимо бразом, на .выходах стробоскопических преобразователей 15,17,16 и 18, Еыполнокних в виде устройств выборки и запоминания аналоговых сигналов, имеют место напряжения постоянного тока, пропорциональные соответственно By

- В и 1Ц, Н2.«

Дифференциальный усилитель 19 осуществляет вычитание выходных сигналов стробоскопических преобразователей 15 и 17, а дифференциальный усилитель 20 - вычитание выходных сигна лов преобразователей 16 и 18. Блок 21 деления напряжений осуществляет деление сигнала, снимаемого с дифференциального усилителя 19, пропорционального В, на выходной сигнал с дифференциального усилителя 20, пропорциональный дН, в реяуль- , тате которого его выходное напряжение пропорционально магнитной проницаемости на частном ци1(

0 и отображаете на цифровом индикаторе 22.

Формирование стробимпульсов в моменты, соответствующие экстремальным точкам суммарного намагннчиваюс щего поля, может дать значительный выигрьш в точности по сравнению с тем случаем, если эти моменты времени соответствуют экстремальным точкам одного лишь высокочастотного поля. Особенно эта разница ощутима в

D границах наибольшей скорости изменения низкочастотного поля во времени.

Предлагаемое устройство позволяет в цифровой .форме получать непосредственное значение динамической магнитной проницаемости на любом частном цикле, который вписывается в низкочастотную петлю гистерезиса.

40

Формула изобретения

Устройство для определения динамической магнитной проницаемости на частном гистерезисном цикле, содержащее Нсьмагничивающую обмотку с последовательно включеннЕЛМ активным сопротивлением, измерительную обмотку, подключенную к интегратору, первый и второй стробоскопические преобразователи, управляющие- входы которых подключень к.выходу генератора стробимпульсов, блок деления напряжений, к выходу которого подсоединен цифровой индикатор, отличающее с я тем, что, с целью повьаиения

точности измерения, оно снабжено генераторами низкой и высокой частот, формирователем, импульсов, фазовращателем, двумя ключами, суммирующим усилителем, первый вход которого подключей через фазовращатель к выходу генератора низкой частоты и ко входу формирователя импульсов, я второй через первый ключ - к генератору высокой частоты, связанному с i-eHi.paтором низкой частоты, а тлкжо вторым

генератором стробимпульсов, третьим и четвертым стробоскопическими преобразователями, управляющие входы которых подключены к выходу второго генератора стробимпульсов, первым и вторым дифференциальными усилителями, входа которых подсоединены соответственно к выходам первого и третьего, и второго и четвертого стробоскопических преобразователей, а выходы - к блоку деления напряжений, при этом сигнальные входы первого и третьего стробоскопических преобразователей подключены к выходу интегратора, а сигнальные входы второго и четвертого стробоскопических преобразователей подсоединены через намагничивающую обмотку к выходу суммирующего усилителя и через второй ключ - ко входам генераторов стробимпульсов, а управляющие входы первого и второго ключей связаны с выходом формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.. 1. Патент Япония 52-6116,

кл. G 01 R 33/12, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР 435494, кл. G 01 R 33/12, 1974 (прототип).

HnSiSinut

HmuSintot

ks