Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

3 Недостатки известного устройства также состоят в невысокой точности, сложности настройки и эксплуатации, обусловле1шых наличием большого числа аналоговых узлов, требующих точной настройки, обладающих временной и температурной нестабильностью, статической и динамической погрешностями, чувствительностью к помехам. Цель изобретения - повышение точности измерения динамических магнитных характеристик. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее последовательно соединен ные генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительную обмотку, интегратор, измеритель выходного сигнала интегратора и цифропечатающий блок дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход - со входом интегратора, блок формирования и хранения кодов и блок совпаде1шя цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формирования и хранения кодов и генератора, выход - с управляющим входом аналогового ключа, а намагничивающая обмот ка - со вторым входом усилителя. Кроме того, генератор выполнен в виде последовательно соединегшых генератора прямоугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а измеритель вы ходного сигнала интегратора выполнен в виде цифрового вольтметра постоянного тока. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство состоит из последовательно соединенных генератора 1, счетчика 2, цифроаналогового преобразователя 3, усилителя 4, намагничивающей обмотки 5, токозадающего резистора 6, измерительной обмотки 7, анало foBoro ключа 8, интегратора 9, цифрового вольтметра 10 постоянного тока, цифрсшечата ющего блока 11, блока 12 формирования и хранения кодов. Второй вход усилителя 4 подключен к точке соединения токозадающег резистора 6 и намагничивающей обмотки 5. Входы блока 13 совпадения цифровых кодов соединены с параллельными выходами блока 12 и счетчика 2, а выход - с управляющим входом аналогового ключа 8. Устройство работает следующим образом. Прямоугольные импульсы заданной частоты с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2, в котором последовательный циф ровой код преобразуется в параллельный. Параллельный цифровой код с выходов счетчика 2 подается одновременно на входы цифро-аналогового преобразователя 3 и блока 13 совпадения цифровых кодов. Цифро-аналоговый преобразователь 3 в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует ступенчатое напряжение, периодически изменяющееся по линейному закону, которое через усилитель 4 подается на намагничнвающзто обмотку 5, последовательно соединенную с токозадающим резистором 6. Напряжение, пропорциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6, снимается с последнего н поступает на второй вход усилителя 4. Таким образом, напряженность поля, создаваемого намагничивающей обмоткой 5, будет пропорциональна току на выходе усилителя 4. При совпадении кодов на выходе счетчика 2 н блока 12 формирования и хранения кодов, блок 13 совпадения цифровых кодов вырабатывает сигнал, открывающий аналоговый ключ 8, н напряжение с выхода измерительной обмотки 7 через открытый ключ 8 поступает на вход интегратора 9. Блок 13 совпадения за период повторения напряжения намагничивания срабатывает два раза, таким образом, аналоговый ключ 8 оказывается открытым в течение половины периода повторения тока н(магннчивания. В конце половины периода тока намагничивания на выходе интегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Это напряжение фиксируется цифровым вольтметром постоянного тока, и результат отпечатывается цифропечатающим блоком 11. Точность измерений повышается за счет того, что аналоговый ключ введен на вход интегратора. Благодаря такому включению интегратор работает только в течение nonjrneриода, а не всего периода, как в известном устройстве, что значительно снижает погрешность, связанную с дрейфом интегратора. Точность измерений повышается также благодаря применегаю цифрового вольтметра постоянного тока, который имеет большую точность, чем импульсный. Соединение резистора со вторым входом усилителя позволяет поддерживать в широком температурном диапазоне заданную величину тока намагничивания, что также повышает точность измерений. Введение блока формирования и хранения цифровых кодов и схемы совпадения цифровых кодов, во-первых, упрощает настройку и экшлуатацию установки, так как эти узлы не нуждаются в точной индивидуальной настройке, которой требуют аналоговые узлы прототипа (нуль-орган, стробоскопический смеситель, источник регулируемого. напряжения), с помощью зтих узлот легко н точно задается координата точки измерения, во-вторых, повыигает точность выделения сигнала начала и конца измерения, что также увеличи вает точность установки в целом, так как аналоговые узльг известного устройства работают со значительными статическими и динамическими погрешностями. Вьшолнение генератора в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, счетчика и цифро-аналогового преобразователя позволяет формировать напряжение практически любой формы, высокостабильной частоты и амплитуды, что повышает точность измерений и упрощает зксплуа тацию установки. Формула изобретения 1. Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержашее последовательно соединенньге генератор, усилитель, намагничивающую обмотку и резистор, а также измерительн)ао обмотку, интегратор, измеритель выходкого сигнала интегратора и цифрстечатающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения динамических магнитных характеристику в него дополнительно введены аналоговый ключ, вход которого соединен с измерительной обмоткой, а выход - со входом интегр 1тора, блок формирования и хранения кодов и блок совпадения цифровых кодов, параллельные входы которого соединены с выходами блока формирования и хранения кодов и генератора, выход - с управляющим входом аналогового ключа, а намагничивающая об- мотка - со вторым входом усилителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор вьшолнен в виде последовательно соединенных генератврэ прямоугольных импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а измеритель выходного сигнала интегратора вьшолнен в виде цифрового вольтметра постоянного тока Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 379886J кл. G 01 R 33/12, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 504160 кл. G 01 R 33/12, 1976.