Микровеберметр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54 ) МИКРОВЕБЕРМЕТР

Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для измерения магнитного потока импульсно-индукционным методом, в частности при проведении контроля характеристик постоянных магнитов. Известны микровеберметры, работаю щие по принципу интегрирования ЭДС, наводимой в измерительной катушке при измерении магнитного потока в ней, измерительная часть которых содержит ключ, интегрируквдую RC-цепь и регистрирующий прнГбор t4 Недостатками подобных микровеберметров является дрейф показаний реги стрирующего прибора вследствие разряда конденсатора интегрирующей RCцепи, нелинейность передаточной функ ции интегрирующей цепи и, как следствие, невысокая точность измерений Наиболее.близким по технической сущности к предлагаемому является микровеберметр, содержащий корректирующий запоминающий усилитель, вход которого через ключ соединен с выходом, а выход со входом интегратора, представляющего собой операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, компаратор, подключенный к выходу интегратора и генератор опорного напряжения, выход которого подключен ко входу интегратора, а запускающая цепь - к выходу компаратора 23. Недостатком известного микровеберметра является то, что генератор опорного напряжения запускается одновременно или спустя некоторое время наперед заданного время после срабатывания компаратора. Если входной сигнал Bg имеет недостаточно крутой передний фронт и длительность 6 изменяется в широких пределах, то срабатывание генератора опорного напряжения одновременно или через заданное время после срабатывания компаратора может вызвать возникновение колебательного процесса в контуре интегратор-компаратор - генератор опорного напряжения, чтоприводит, в свою очередь, к снижению точности результатов измерения. Это происходит изза того, что при малой крутизне нарастания входного сигнала в момент fpaбaтывaнйя генератора опорного нап)яжения его входное Напряжение может превысить значение eg,, в результате выходное напряжение интегратора начинает уменьшатьоя по абсолютной величине, происходит обратное опрокидывание компаратора и отключение опорного напряжения от входа интегратора. Результирукхций сигнал на входе интег ратора снова меняет знак, выходное напряжение интегратора начинает увеличиваться, снова срабатывает компаратор и запускается генератор опорно го напряжения, и т.д. Колебательный процесс происходит до тех пор, пока не становится (по абсолютной величине) больше опорного напряжения. Увеличение стабильности работымикро веберметра за счет уменьшения величины опорного напряжения или увели чения времени задержки запуска генератора опорного напряжения на величину заведомо большую возможной длительности входного сигнала, приводят к увеличению времени измерения и, следовательно, к увеличению погре ности измерения из-за дрейфа напряже ния интегратора. Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений в широком диапазоне; форм входного сигнала. Указанная цель достигается тем, что в микровеберметр, содержащий корректирующий запоминающий усилител вход которого через ключ соединен с выходом интегратора и первым входом компаратора, выход которого подключен ко второму входу ключа и к первому входу генератора опорного напря жения, с подключенным к его выходу отсчетным блоком, а второй выход генератора опорного напряжения через делитель напряжения соединен с измерительной Обмоткой, введены последовательно соединенные с измерител ной обмоткой дифференциальный усилитель, пороговый элемент и логический элемент совпадений, второй вход кото рого соединен с выходом компаратора, выход - со вторым входом генератора опорного напряжения, а второй вход дифференцисьльного усилителя - с выхо дом корректирующего эапоминающего усилителя. На чертеже изображена схема предл гаемого мйкровеберметра. Мик Язвебёрметр содержит дифференциальный усилитель 1, интегратор 2, компаратор 3, ключ 4, корректирующий э апоминающий усилитель 5,пороговы элемтт 6,логический элемент совпаде ний 7, генератор опорного напряжения 8, отсчетный блок 9, делитель напряж ния на элементах 10 и 11, измеритель ную обмотку 12. До начала измерения ключ 4 находи ся в замкнутом состоянии и на выходе корретирующего запоминающего усилите 5 пбдцерживается напряжение, компенсирующее дрейф выходного напряжения интегратора 2. Изменение магнит него потока в измерительной обмотке 12 вызывает появление на ее зажимах ЭДС, равную где Ч - величина потокосцепления; t - текущее время. Сигнал Bgx поступает на вход дифференциального усилителя 1, что приводит к срабатыванию порогового элемента 6, сигнал с выхода которого блокирует логический элемент совпадений 7, запрещая запуск генератора 8. Изменение выходного напряжения интегратора 2 вызывает срабатывание компаратора 3, что приводит к запиранию ключа 4, и на выходе корректирующего усилителя 5 фиксируется напряжение, необходимое для коррекции дрейфа во входной цепи интегратора 2 к моменту прихода Вд.В момент времени t окончания сигнала Врхнапряжение на выходе интегратора V (без учета дрейфа ) VM КдуК, jeg (tydt, (2 ) коэффициент передачи дифференциального усилителя; К, - коэффициент пер.едачи интегратора. При уменьшении входного сигнала происходит обратное опрокидывание порогового элемента 6 и на выходе логического элемента совпадения 7 формируется перепад напряжения, запускающего генератор опорного напряжения 8. Выходное напряжение генератора 8 имеет полярность, противоположную полярнос и в д , поэтому напряжение интегратора начинает уменьшаться (по абсолютному значению ) и в момент времени tij достигает нулевого уровня. Компаратор 3 формирует сигнал, производящйй замыкакке клкгаа 4 и отключение напряжения ка аыходе генератора 8. Схема микровеберметра готова к следукнцему циклу измерения. Изменение потокосцепления аЧ в измерительной катушке определяется из выражения Vro(ta-t ), (3 ) где Кд - коэффициент передачи делителя напряжения на элементе 11 и обмотке 12; выходное напряжение генератора 8. Так как К. являются постоянными величинами, то величина прямо пропорционёьльна интервалу времени t,},t , которое измеряется отсчетным блоком 9. Погрешность из-за дрейфа напряжения интегратора зависит от общего времени измерения, которое складывается нэ длительности ц входного сигнала и из времени {1л-t ) интегрирования напряжения генератора 8. Введение новых элементов в схему известного микровеберметра обеспечивает заяержЙУ запуска генератора опорного напряжения на время, равное длительности входного импульса, что обеспечивает

стабильную работу устройства при произвольной форме входного сигнала, причем амплитуда выходного напряжения генератора 8 не влияет на устойчивость работы-устройства и может быть выбрана достаточно большой для сокращения общего времени измерения и, следовав тельно, уменьшения погрешности из-за дрейфа во входной цепи интегратора.

Формула изобретения

Микровеберметр, содержащий корректирующий запоминающий усилитель, вход которого через ключ соединен с выходом интегратора и первым входом компаратора, выход которого подключен ко второму входу ключа и к первому входу генератора опорного напряжения, с подключенным к его выходу отсчетным блоком, а второй выход генератора опорного напряжения через делитель напряжения соединен с измерительной обмоткой, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности.измерений в широком диапазоне форм входного сигнала, в него введены последовательно соединенные с измерительной обмоткой дифференциальный усилитель, пороговый элемент и логический элемент совпадений, второй вход которого соединен с выходом компаратора, выход - со вторым входом генератора опорного напряжения, а второй вход дифференциального усилителя - с выходом корректирующего запоминающего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 443343, кл. G 01 R 33/02, 1972.