Устройство для измерения энергии потерь в сверхпроводящих магнитах Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

.1 . Изобретение относится к области измерений энергии потерь в сверхпроводящих магнитах и может использоваться для исследования физических свойств сверхпроводящих магнитов.

Известно устройство для измерения энергии потерь сверхпроводящего магнита, содержащее индуктивный датчик компенсирующего напряжения в виде трансформатора на тороидальной катушке без ферромагнитного сердечника, охватывающей токоподводящую шину, усилитель с регулируемым усилением, сумматор-преобразователь, датчик Холла, магнитное поле которого создается с помощью специального измерительного магнита, подключенного к выходу преобразователя напряжение-ток, входным сигналом которого служит напряжение с датчика тока, установленного в цепи питания сверхпроводящего магнита, для увеличения чувствительности в измерительном магните применен ферромагнитный сердечник, используется дополнительный датчик Холла и стабилизатор тока для устранения вносимой ферромагнетиком нелинейности. Напряжение с датчика Холла подается на вход аналогового интегратора и далее измеряется с помощью цифрового вольтметра П 1.

Недостатком такого устройства является сложность и недостаточная точность измерений.

Известно также устройство для измерения потерь & ферромагнитных образцах, состоящее из генератора синусоидального напряжения, через программное устройство, регулятор и усилитель мощности соединенный с датчиком тока, через усилитель соединенный с первым входом умножителя, второй вход которого через усилитель соединен с индуктивным датчиком, выход умножителя через ключи и фильтр сое3динен со входом цифрового индикатоРаС2. Однако точность измерения его недостаточна. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый диффе ренциальный усилитель, индуктивный датчик, датчик тока с подключенным к нему вторым дифференциальным усилителем, выход которого связан с первым входом умножителя-преобра|3ователя, своим выходом соединенно;го с первыми входами двух ключей, выход которых соединен с цифровым ийдикатором, дополнительно введены последовательно соединенные блок компенсации реактивного напряжения выпрямитель, выход которого подключен ко второму входу умножителяпреобразователя, а также два компар тора , выходы которых соединены со вторымиj входами соответствующих клю чей, а входы - с выходом блока компенсации реактивного напряжения, вх которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя. На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства. Схема состоит из индуктивного датчика 1, блока 2 компенсации, дифференциального усилителя 3, сверхпроводящего исследуемого магнита , выпрямителя 5, компараторов 6 и 7, электронного умножителя-преобразователя 8, дифференциального усилителя 9, датчика 10 тока - электронных ключей П, 12 и цифрового индика тора, в виде реверсивного счетчика Выход индуктивного датчика 1 связан с блоком 2 компенсации, ко второму входу которого подсоединен выход первого дифференциального уси лителя 3, входы которого подключены к зажимам сверхпроводящего магни та f, к выходу блока 2 компенсации подключены вход выпрямителя 5, а также входы компараторов 6 и 7, причем выход выпрямителя 5 соединен с одним из входов умножителя-преобразователя 8, другой вход которого связан через дифференциальный усилитель 9 с датчиком 10 тока, выход умножителя-преобразователя 8 соедине со входами электронных ключей 11 и 12, управляющие входы которых подклю чены к выходам соответственно компаSраторов b и 7, а выходы - ко входам реверсивного счетчика 13. Устройство работает следующим образом. Перемножение скомпенсированного, с помощью индуктивного датчика 1 и блока 2 компенсации, напряжения с обмотки магнита и напряжения с датчика 10 тока, пропорционального току в магните,;осуществляется в умножителе-преобразователе 8 с последующим интегрированием результата перемножения с помощью реверсивного счетчика. Для этого напряжение с магнита Л через дифференциальный усилитель 3 подается встречно напряжению с датчика 1 на вход блока 2 компенсации, где они взаимно вычитаются. Напряжение блока 2 компенсации выпрямляется в выпрямителе 5 и подается на один из входов умножителяпреобразователя 8, на другой вход которого поступает сигнал от датчика 10 через дифференциальный усилитель 9. Так как умножитель-преобразователь перемножает напряжение лишь одной полярности, а сигнал из-за наличия нескомпенсированных индуктивной составляющей напряжения на магните и напряжения помех может иметь как положительную так и отрицательную полярности, то с помощью выпрямителя 5 сигнал преобразуется в однополярный. А поскольку интеграл от индуктивной составляющей и от помех за полный Цикл изменения тока равен нулю, то суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 13, выполняющего роль интегратора-, должны подключаться к выходу умножителя-преобразователя в соответствии с полярностью напряжения на входе выпрямителя, что и осуществляется через ключи 12 и 11, которые управляются от компараторов 6 и 7 в зависимости от полярности входного напряжения. Формула изобретения Устройство для измерения энергии потерь в сверхпроводящих магнитах, содержащее первый дифференциальный усилитель, индуктивный датчик, датчик тока с подключенным к нему вторым дифференциальным усилителем.

выход которого связан с: первым входом умножителя-преобразователя, своим выходом соединенного с первыми входами двух клюмей, выход которых соединен с цифровым индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений в него дополнительно введены, последовательно соединенные блок компенсации реактивного напряжения и выпрямитель , выход которого подключен ко второму входу умножителя-преобразователя, а также два компаратора.

выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих ключей, а входы - с выходом блока компенсации реактивного напряжения, вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперимента 1977, N- 5, с. 182. 1 2. Заявка ФРГ V , кл. G 01 R 33/12, 1976.