(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
1
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано как при исследовании неодноррдностей синусоидальных магнитных полей (статической, фазовой, суммарной), так и при измерении разности амплитуд сигналов и сдвига фаз между ними.
Известен способ измерения азимутальной неоднородности синусоидального магнитнЬго поля, заключающийся в выделении разностного сигнала и при сравнении сигналов с контрольного, и измерительного датчиков и измерении мгновенных значений этого сигнала при фазах «L ЗГ/2 и ct,2 -относительно момента перехода через, нуль сигнала с -измерительного датчика, по которым судят соответственно о статической и фазовой неоднородностях и о их зна /ках 11
Недостатком способа является наличие погрешности Измерений вследствие принятого допущения , s
величина которыхрезко возрастает с ростом измеряемых фаз от значений 4 , до 8-12«.
Другим источником погрешностей яв, ляется выбор конечной длительности строб-импульсов iTj,, которая не учиты. вается при выборе момента начала их генерации ( и 062).
Целью изобретения является расширение диапазона и повышение точности
to измерений.
Цель достигается тем, что согласно способу измерения азимутальной неоднородности переменного синусоидального магнитного поля, основанному на
IS сравнении сигналов с контрольного и измерительного датчиков, получений их разностного сигнала и измерении у последнего двух мгновенных значений при различных фазах, измеряют мгно20венное значение разностного сигнала при фазах оС jT/2±V/2- и/Ц((Ио(12-7|±Ч/2-шТ4 относительно момента перехода через нулевое значение сигнала с измгновенным значениям определяют соот ветственно величину статической и фа зовой неоднородности, где - различие фаз сигналов с контрольного и из мерительного датчиков, С - длительность строб-импульсов, UJ - круговая частота сигналов с измерительного и контрольного датчиков. На фиг. 1 приведены графики возра тания погрешностей измерения при воз растании при генерации строб-импул сов в моменты на фиг. 2 диаграммы напряжений, несущих информацию о статической, (1 ), фазовой (2) и суммарной {3) чбодч°роди°стях, соответствующие приближенным форму11ам (cosV 1, ), и напряжения, соответствующие реальному разностному сигналу () и его составляющим - статической (5) и фазовой (6) для случаев положительного (фиг. 2а) и отрицательного (фиг. 2б) сдвига фаз; на фиг. 3 - график поправоклЧ F(Ч) , поясняющий , на какую величину л Ч изменяется момент генерации строб-импульсов (без умета его длительности и) для разных измеряемых фаз, чтобы полу чать томные значения неоднородностей при больших фазах и малых Си чз фиг. k - диаграммы напряжений, пояс.няющие принцип устранения погрешнос;ти измерения из-за конечной величины длительности строб-импульса 1 (фиг. б) и принцип создания плавающей задержки (фиг. а). Способ изме.рения азимутальной неоднородности переменного синусоидального магнитного поля заключается в следующем. Пусть (ш1±Ч) 1 2 112015in tuut , где сдвиг фаз, или фазовая неоднородность. Разностный сигнал Sin(u;i74) , (2) ffleiV ctrctcx --7 , . 1n,2V2 -tmU2 °B Если принято для малых фаз Ц „2 (J)- (в С05Ч 1-у|-+ -- 1 () - 3 5 Sin4 f- 4 -...-C, U flU SinwtTU.tfC050Ut (1) xabctc Upn-V m iiW. I где ДЦ|,и2п1Цтп статическая неоднородность (СН) или разность амплитуд сигналов. Из (7) следует, что при ), pjr/2 -m (Ю) т.е. выделяется статическая неоднородность. В случае, когда , Upj глЦ и.ц(11), то выделяется фазовая неоднородность (Фн). . II На фиг. 2 а, б зависимости Upjj-/2, Upj, Up представлены соответственно кривыми 1, 2 и 3С увеличением фазовой неоднородности (фазы между сигналами) происходит быстрое нарастание погрешности измерения, особенно статической неоднородности из-за более быстрого изменения величины COS Ч по сравнению с (фиг. 1). Запишем Up из уравнения (2) при ио(.9 ;7 и.,-и,.со5Ц аи pr± 1m -iU/p. этих выражений следует, что при возрастании фазы 1,0-2 значение cos Ч все больше отличается от 1 в сторону уменьшения, знaчиt из вычитается меньшее число и полумается большее значение 4 J). Для получения точного знамения СН, величина ди| уравнивается с &. т.е. уменьшается, что достигается изменением момента генерации строб-импульса dL, а именно уменьшением его на некоторую величину |Ь (фиг. 2 а, б). Второй член уравнения (2), представленный отдельно уравнением (13) дает информацию только о фазовой неоднородности при любых значениях Ч и М поскольку от статической неоднорйдности он никак не зависит. Замена siпЧ на Ч приводит к тому, что реально измеренное значение фазовой неоднородности окажется приуменьшенным и необходимо BHecTt: поправку в соответствии с графиком фиг. 1 в s 99 .результате измерения, либо соответственно изменить градуировку отсчетного устройства измерительного прибора (фиг. 2 а, б). Пусть имеется реальный разностный .сигнал, соответствующий уравненкйо (2) это кривая - его статическая составляющая, 2 - фазовая составляющая. Если . из ерени;я производятся в моменты 2 получаются значений, представляемые отрезками О-г, т.е. преувеличенное значение СН и преуменьшенное значение ФН. Чисто статическая и фазовая неоднородности соответствуют уравнению (7), т.е. представляются кривыми (СН), 5 (ФК) и 6 (суммарная) и соответственно отрезками и а2Д. Поскольку суммарная (6) сдвинута вправо от реального сигнала из фиг. 2 а, б следует, что для получения точных значени статической и фазовой неоднородносте начало генерации строб-импульсов сдв гается влево на величину р (фиг. 2 а, б), которая для заданных Ч, Цгп и2топределяется из-(3) и (8 В результате имеем . При отрицательной фазе (-Ч)сдвиг на 5а |аозначает сдвиг вправоi т.е. задержка строб-импульса увеличивается и oti( )о,+(ь |-+fi ot j c62+p j/+ 3: Из расчетов следует, что величина в (фиг. 3 и это соотношение справедливо для различных ,,a это означает, что задерж 1т, ка строб-импульсов может быть сделан изменяющейся в зависимости от фазы автоматически, если использовать добавочное напряжение, прюпорциональное измеряемой фазе, т.е. полученное с преобразователя фаза - напряжение. На фиг. Аа приведен один из вариантов реализации плавающей задержки с помощью схем сравнения, когда при отрицальной фазе к опорному напряжению Ер добавляется К Ч и задержка увеличивается, а при положительной наоборот. 5 Другой составляющей погрешностей является погрешность из-за конечной, длительности строб-импульсов и момента начала их генерации (фиг. kG). При реализаций предлагаемого способа длительность строб-импульсов выбирается в диапазоне f|,.e5,0-20 МКС (для Гц), при этом момент начала генерации строб-импульсов умёньшается на величину выбранной длительно- сти 1; (фиг,: б). Тогда момент начала импульса будет в точке t(, а момент окончания - в 1р(10). Входная RC-цепь вольтметра вь1бирается такой, чтобы конденсатор зарядился до максимального значения напря кения в момент ) (обычно р., /Ги 0,1-0,3). Для уменьшения погрешностей измерения при расширении рабочего диапазона выбирается оптимальная длительность строб-импульсов и момент начала их генерации, а именно ( ио12 JfJi/S- где/5 1 /2, UJ. Формула изобретения Способ измерения азимутальной неоднородности переменного синусоидального магнитного поля, основанный на сравнении сигналов с контрольного и измерительного датчиков, получение их разностного сигнала и измерении у последнего двух мгновенных значений при различных фазах, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измеряют мгновенное значение разностного сигнала при фазах о1-(Л/2ц//2-UJ ; и cil2 i±4/2-u;fj, относительно момента перехода через нулевое значение сигнала с измерительного датчика, и по измеренным значениям определяют соответственно величину статической и фазовой неоднородности, где Ч - различие фаз сигналов с контрольного и измерительного датчиков, ;y - длительность строб-импульсов, U) - круговая частота сигналов с измерительного и контрольного датчиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № it71562, кл. G 01 R 33/00, 1973. /Ч f, граЗ
f ЛВ
,
ч 6
г
Ф14г,.3
,град
8Ю7
