Феррометр Советский патент 1982 года по МПК G01R33/14 

(54) ФЕРРОМЕТР

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения динамических гистерезисных кривых магнитных сердечников в условиях периодического перемагничивания, в частности при подмагничивании постоянным магнитным полем.

Известно применение осциллографических устройств для определения динамических гистерезисных кривых, которые имеют низкую точность намерения.

Наиболее близким к изобретению является феррометр, состоящий из двух измерительных преобразователей, синхронного детектора, устройства измерения постоянной составляющей напряжения, вход которого через детектирующие контакты синхронного детектора соединен с одним из измерительных преобразователей, и . последовательно соединенных источника напряжения синхронизации, фазорегулятора и формирователя управляющего прямоугольного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом синхронного детектора, причем формирователь управляющего

прямоугольного напряжения выполнен по схеме триггера Ымидта tl.

Однако известный феррометр неприс меним для определения несимметричных динамических гистерезисных кривых, так как работает по способу синхронного детектирования с полуперйодной длительностью отсечки и

4Q поэтому чувствителен лишь к нечетным гармоникам входного напряжения, формирующего измерительными преобразователя, и нечувствителен к четным гармоникам этого напряжения, возникающим при определении несимметричных динамических гистерезидных кривых. Целесообразно совместить высокую точность ферромётра с возможностью определения несимметричных динамических гистерезисных кри20вых.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей ферромётра .

Эта цель достигается тем, что

25 в феррометре, содержащем два измерительных преобразователя, синхронный детектор, блок измерения пос тояниой составляющей напряжения, вход которого через синхронный детектор соединен с одним из измерительных преобразователей, последовательно соединенные источник напряжения синхронизации и фазорегулятор, и формирователь управляющего прямоугольного напряжения, первый вход которого соединен с выходом фазорегулятора, а выход - с управляющим входом синхронного детектора, второй вход формирователя управляющего прямоугольного напряжения соединен с источником напряжения синхронизации, формирователь управляющего прямоугольного напряжения выполнен в виде триггера с двумя раздельными входами, а синхронный детектор выполнен в виде инвертора.

На фиг. 1 изображена структурная схема феррометра; на фиг, 2 - графики зависимостей напряжения от времени.

Феррометр состоит из двух измерительных преобразователей 1 и 2 (фиг. 1), синхронного детектора 3, блока 4 измерения постоянной составляющей напряжения, вход которого через переключатель и синхронный детектор 3 соединен с измерительным преобразователем 1 или 2, источника 5 напряжения синхронизации, фазорегулятора б, вход которого соединен с источником напряжения синхронизации, и формирователя 7 управляющего прямоугольного напряжения, выполненного по схеме триггера с двумя раздельньоми входами, первый вход которого соединен с выходом фазорегулятора б, а второй вход - с источником 5 напряжения си 1хронизации.

Рассмотрим работу феррометра.

Напряжение , 2), формируемое источником 5 напряжения синхронизации, и напряжение ио(фиг. 2), формируемое фазорегулятором б, с помощью формирователя 7 преобразовывается в импульсы напряжения Uj (фиг. 2), длительность которых регулируется фазорегулятором б. Импульсы напряжения U управляют работой синхронного детектора 3, с помощью которого входное напряжение и(фиг.2 формируемое одним из измерительных преобразователей 1 или 2, преобразовывается в детектированное напряжение и(фиг. 2), подаваемое на вход блока 4 измерения постоянной составляющей напряжения. Если синхронный дет.ектор 3 выполнен по схеме инвертора, вместо детектированного напряжения ид формируется инвертированное напряжение U j . Подключая поочередно к выходу аинхронного детектора 3 измерительные преобразователи 1 и 2, измеряют мгновенные значения нап Ляженности магнитного поля и магнитной индукции, т. е. координаты одной точки определяемой динамической гистерезисной .кривой. Повторяя изменения для различных положеНИИ фазорегулятора б, т. е. для различн лх моментов t неизменном t ( , определяют по точкам динамическую гистерезисную кривую.

Входное напряжение Ug, формируемое одним из измерительных преобразователей 1 или 2, пропорционально производной по времени t от измеряемой величины X (напряженности магнитного поля или магнитной индукции) и выражается формулой

dx

и - к

(1)

dt

где К - коэффициент пропорциональности.

Постоянная составляющая U детектированного напряжения Ц, измеряемая блоком 4, равна среднему за период Т значению этого напряжения

и -4;- S Udt , (2) . 0 t-i

где моменты, соответствующие переднему и заднему фронтам детектирования. Из формул (1) и (2) следует

Х(,)

(1)

Формула (3) является градуировочной зависимостью для данного феррометра Постоянная составляющая детектированного напряжения выражается формулой .

-

u;

ЛtQ

Поскольку X(t-,) X ( т) (условие периодичности), из формул (1) и (4) следует

- Т :

X (t

X(t5i)

(5)

2К

Формула (5) является градуировочной зависимостью для данного феррометра, если синхронный детектор 3 выполнен по схеме инвертора. Из того, что первая часть формулы (5) содержит числовой коэффициент 2, следует, что выполнение синхронного детектора 3 по схеме инвертора приводит к повЕлшению чувствительности феррометра в два раза. Величина X(ti2) в формулах (3) и (5) представляет собой постоянную интегрирования, от значения которой ведется отсчет значений измеряемой величины X(t). При измерениях следует считать X(ti3)- 0. В отличие от известных

феррометров градуировочные зависимости для данного феррометра выведены без наложения условия нечетности входных напряжений. Этим обеспечена применимость данного фер0 рометра для измерения при наличии как нечетных, так и четных гармоник входных напряжений, т. е. для определения как симметричных, так и несимметричных динамических гисте5 резисных кривых, например, в уелоВИЯХ сложного перемагничивания, в частности при подмагничивании постоянным магнитным полем. Настоящий феррометр сочетает высокую точность измерений с возможностью определения несимметричных динамических гистереэисных кривых и создает основу для разработки универсальных феррометров, пригодных для определения как симметричных так, и несимметричных динамических гистерезисных кривых для практики эффективного контроля качества магнитных сердечников. Феррометр может быть использован в качестве образцового для аттестации стандартных образцов несимметричных динамических гистерезисных кривых магнитных сердечников в системе метрологического обеспечения рабочих средств измepeн й, кроме того, фер- рометр применим для звукового диапазона частот.

Формула изобретения Феррометр, содержащий два измерительных преобразователи, синхронный детектор, блок измерения постоянной составляющей напряжения, вход которого через синхронный детектор соединен с одним из измерительных преобразователей, последовательно соединенные источник напряжения синхронизации и фазорегулятор, и формирователь управляющего прямоугольного напряжения, первый вход которого соединен с выходом фазорегулятора, а выход - с управляющим входом синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения его функционсшьных возможностей, второй вход формирователя управляющего прямоугольного напрАжения соединен с источником напряжения синхронизации, формирователь управляющего прймоугольного напряжения выполнен в виде триггера с двумя раздельными входами, а синхронный детектор выполнен в виде инвертора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

XJ

ГХ,.

Фиг.2