Устройство для измерения намагниченности феррорегистраторов Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 G01R33/12 

Изобретение относится к технике и мерения больших токов с помощью феррорегистраторов (ФР ) и предназначено для использования в электрических цепях и исследовательских лабораториях при измерениях токов молнии, то ков коротких замыканий, пусковых ток и др.Известно устройство для измерения намагниченности феррорегистраторов магнетометр, содержащее стрелочный индикатор, в который непосредственно вставляется феррорегистратор, источник питания, реостат и амперметр, измеряет величину намагниченного потока, созданного намагниченным ферро регистратором. Для определения намаг ченности феррорегистратора его необходимо вставить в стрелочный индикатбр особой конструкции и подключить источник питания через реостат и амперметр к подвижной катушке стрелочного индикатора. При этом взаимодействие магнитных полей феррорегистрат ра и подвижной катушки создает враща щий момент, приложенный к подвижной катушке и связанной с ней механически стрелке индикатора, которая поворачивается на угол, пропорциональный магнитному потоку феррорегистратора (магнитный поток подвижной катушки поддерживается неизменным посредством реостата и амперметра ), а следовательно величине намагниченности феррорегистратора. Магнетометр обладает существенными достоинствами по сравнению с баллистическим гальванометром: значительно меньше габариты и вес, отсутствует влияние на результат измерения субъективного фактора (действия человека Cl. К недостаткам устройства относятся низкггя чувствительность и большая погрешность измерения. Наиболее близким к изобретению изустройств для измерения намагниченности феррорегистратора является индикатор намагниченности феррорегистратора, содержащее измерительную катушку, миллиамперметр, электродвигатель и источник питания. В основу работы устройства положен принцип синхронного генератора, ротором которого является намагниченный феррорегистратор. Известно, что если ротор генератора вращается с поЬтоянной скоростью, то его ЭДС пропорциональна магнитной индукции ротора. Намагниченный феррорегистратор вращается в воздушном зазоре сердечника измерительной катушки электродвигателей. В качестве измерительного прибора использован миллиамперметр с равномерной шкалой с классом точности 0,5. К достоинствам устройства относится высокая чувствительность, позволяющая измерять намагниченность феррорегист ратора от нуля до максимального значения, незначительный вес устройства (около 1 кг позволяет работать с ни в полевых условиях. Точность измерения индикатором намагниченности значительно превышает точность измерения магнетометром, так как показания миллиамперметра в индикаторе намагниченности зависят только от геометрических размеров зазора, скорости вращений феррорегистратора и числ витков измерительной катушки 21.

К недостаткам относится низкая точность измерений, связанная с наличием биений стрелки миллиамперметра. . Цель изобретения - повышение точности измерения индикатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения намагничеснности феррорегистраторов, содержащее индикатор намагниченности с измерительной обмоткой, и частотомер, дополнительно снабжено частотомером, измерительным генератором, подключенным к измерительной обмотке ин дикатора намагниченности, в которой размещен феррорегистратор,последовательно соединенными эталонными генератором,диодным смесителем и усилителем низкой частоты, выход кото рого соединен с частотомером, а два входа диодного смесителя соединены соответственно с измерительным и этаЛОНН1ЛМ генераторами.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения намагниченности феррорегистраторов.

Устройство содержит измерительный генератор 1, индуктивностью высокочастотного LС-контура которого служит измерительная обмотка 2 индикатора намагниченности с феррорегистратором внутри. Выход генератора 1 подключен к диодному смесителю 3, к KOTOpoijjy подключен выход эталонного генератора 4. Выход диодного смесителя 3 подключен ко входу усилителя 5 низкой частоты, который подключен к частотомеру 6. Источник 7 п тания обеспечивает питание 1 и 4, усилителя 5 низкой частоты, частотомера б.

Работает устройство следующим образом.

Эталонный генератор 4 вырабатывает высокочастотный сигнал синусоидальной формы строго определенной частоты и амплитуды, в то время как измерительный генератор 1 вырабатывает высокочастотный сигнал такой же формы и амплитуды, как и эталонный генератор 4, но частота которого зависит от индуктивности измерительной обмотки 2 индикатора намагниченности с феррорегистратором внутри, т.е. от намагниченности феррорегистратора, причем частота сигнала измерительного генератора 1 равна частоте сигнала эталонного генератора 4 при условии полного размагничивания феррорегистратора, вставленного в измерительную обмотку 2 индикатора намагниченности. Сигналы, вырабатываемые генераторами 1 и 4, поступают на вход диодного смесителя 3, на выходе которого получается сигнал разностной частоты, т.е.

где частота на выходе диодного смесителя 3, частота на выходе эта- . лонного генератора 4; частота на выходе измерительного генератора 1.

Усиленный сигнал разностной частоты fj в усилителз 5 низкой частоты поступает на вход частотомера 6, отклонение стрелки миллиамперметра ко,торого пропорционально величине разностной частоты f на выходе диодного смесителя 3. При равенстве частот генераторов 1 и 4, что возможно при полностью размагниченном феррорегистраторе, вставленном в измерительную обмотку 2 индикатора намагниченности, на выходе диодного смесителя 3 появляется сигнал нулевой частоты (нулевых биений) и стрелка миллиамперметра остается на нуле. При установлении в измерительную обмотку 2 индикатора намагниченного феррорегистратора индуктивность измерительной обмотки 2 индикатора намагниченности возрастает тем больше, чем больше намагничен ферроре:Ьистратор- Увеличение индуктивности из- мерительной обмотки 2 индикатора намагниченности вызывает уменьшение частоты сигнала на выходе измерительHoiO генератора 1, так как измерительная обмотка 2 индикатора намагниченности является индуктивностью колебательного LC-контура измерительного генератора 1, а частота сигнала на выходе измерительного генератора 1 определяется как

f лгетг

где U - индуктивность измерительной обмотки 2 индикатора намагниченности} 2Т и С - величины не зависящие

от намагниченности феррорегистратора.

При уменьшении частоты сигнала на выходе измерительного генератора 1,

на выходе диодного смесителя 3 появляется сигнал разностной частоты и стрелка миллиамперметра частотомера 6 отклоняется пропорционально ее величине, а следовательно, величине

5 намагниченности феррорегистратора.