Устройство для автоматического контроля параметров объектов

Сове Соеетокив Социалистические РеоптбликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 13.Ч.1968 ( 1241401/18-24) 2 птв, 11 2 тпз, 15( присоединением заявки= Комитет по дел 1 ПК 6 061 Ст Обт ДК 681.326.74(088нор итет изобретений и открытипри Совете МиниотроеСССР Опубликовано 12.Х 11.1969. Бюллетеньза 197 Дата опубликования описания 8 Л.1970 Авторыизобретени, Кудрявцев, Б. И, Румянцев, О. П. Хв и В, А, Прицепо сенк аявител ТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКО ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТО ОНТРОЛ Данное изобретение относится к области автоматического контроля.Известны устройства для контроля параметров объектов, содержащие частотные преобразователи аналог - код, программный блок, коммутатор, сравнивающее и кодирующее устройство. Недостатком известных устройств является большая погрешность от влияния внешних магнитных помех.Предлагаемое устройство отличается тем, что оно содержит систему коррекции частоты, первый выход которой подсоединен к обмоткам средних колец Гельмгольца каждого частотного преобразователя, а второй выход - к обмотке внешних колец Гельмгольца рабочего частотного преобразователя выходы датчиков каждого частотного преобразователя подсоединены через схему сравнения ко входу системы коррекции частоты.Это позволяет получить квадратичное преобразование входных величин в частоту и расширить класс решаемых задач.В основу принципа действия предлагаемого устройства положено свойство некоторых частотных датчиков, например камертонного типа или магнитометрического самогенерирующего датчика квантового типа (работающего на принципе оптической ориентации атомов) вызывать модуляцию э. д. с. на выходе с частотой, пропорциональной напряженности внешнего магнитного поля. Эта зависимрмулой ть, как извес о, выражается=АН+ВН,где А и В - постоянные для д 5 вещества коэфф Величина квадратичного чл симости (1) не превышает пр в качестве рабочего вещества ных металлов 0,05% от зна 10 частоты , что позволяет в пре точности считать частоту про квантового датчика линейной пряженности внешнего магии Если создать в объеме часто 15 пряженность магнитного поля торой ортогонален вектору о то суммарная напряженность равна Т+ЬТ (фиг, 1), где ьт=/т+ианного рабочего щиенты.ена ВНз в завии использованиипаров щелоччения выходной делах указанной цесса на выходефункцией натного поля. тного датчика наН вектор копорного поля Т,в датчике будег(2)виде стесненного ны этого разлошенных членов редставляя значение ХТ в а и используя первые чле ия, с точностью до отбро а получим: же ряд 25" ) - т 3) позволяет ное обеспечи электрически Нпри данном значении опорного поля,При близком расположении преобразователей друг к другу в функциональную зависимость (5) войдет дополнительный член - АЛН, учитывающий влияние магнитного поля Н, на напряженность поля в объеме датчика 4,т. е.Л= А (Т+ ЛТ) - А (Т+ ЛН) = А (ЛТ - ЛН) (б) с учетом коэффициента взаимовлияния (а,)получим:Я=а,Н (1 - а,) (7) КИз формулы (5) следует, что для увеличения чувствительности предлагаемого устройства необходимо уменьшить модуль вектора Т. Однако пределом, ограничивающим уменьшение опорного поля, может являться заданный диапазон изменения частоты Л/ при изменении поля Н, от О до Н,.,. Кроме того, Т должно иметь такую величину, чтобы изменение опорного поля под влиянием магнитных помех не приводило к существенному увеличению погрешностей определения контролируемого параметра, превышающей допустимое значение, Практически должно выполняться условиеТ"Н, (8)Так как погрешность в зависимости (7) от влияния внешних магнитных полей, действующих по направлению поля Н, будет более значительной, чем за счет помех по направлению вектора Т в силу соотношения (8) и квадратичной зависимости Л/ от Н то для повышения точности преобразования целесоооразно исключить влияние полей помех на величи 8На фиг. 2 изображено устройство, содержащее частотные преобразователи 1 и 2 типа аналог - код, на основе частотных датчиков 3 и 4, соединенных по дифференциальной схеме, каждый из которых снабжен магнитной системой, способной создавать опорное поле Т и ортогональное к нему поле Н пропорциональное преобразуемому параметру. Магнитная система выполнена в виде трех пар взаимно перпендикулярных колец Гельмгольца 5,би 7.Магнитная система преобразователя 2 в рабочем режиме создает только опорное поле, равное по величине и направлению опорному полю преобразователя 1, При создании опорного поля и подаче в обмотку колец б контролируемого параметра с датчиков 3 и 4 поступают частоты /1 ипеременной э. д. с., усиленные в усилителях 8 и 9, на сравнивающее устройство 10, где выделяется их разность, равнаяУ=, - / =А(Т+ЛТ) - АТ=АЛТ (4) ну модуля Н,. Для этого преобразователь снабжен, как и преобразователь 1, магнитной системой, способной при воздействии:преобразуемого параметра создавать поле, равное полю Н, по модулю, но противоположное по направлению.В режиме самоконтроля от блока управления 11 подается команда на коммутатор 12 и сравнивающее устройсгво 10, которые сравни вают частоты, пропорциональные опорным,полям преооразователей и контроль условияЛ 1=/ - / =О, (9)а такжеформируют сигнал, подаваемый на блок15 18 системы коррекции частоты при ЛФО, который, осуществляя обратную связь по полю,обеспечивает подстройку частоты одного изпреобразователей с тем, чтобы выполнялосьусловие (9) .20 Обратная связь по полю формируется сигналом на выходе системы коррекции частоты,подаваемым в дополнительную обмотку магнитной системы. С ее помощью обеспечивается выравнивание модулей корректируемых25 векторов. Для этого подают входное воздействие (после коррекции модулей Т) на магнитные системы обоих преобразователей, создавая поля, ортогональные к Т. Выполнениеусловия (9) в этом случае будет свидетель 30 ствовать об отсутствии действия помех ЛНрна величину Н, в преобразователях, т. е.ЛН р О (фиг. 1),При нарушении условия (9) на выходе блока 10 появится разнос гь частотЛР= (т+й+ЛН+ ) - (т+ - Лй ), (10)При воздействии помех типа вариаций магнитного поля Земли /ЛН+ /=/ЛН - / зависирмость (10) примет вид40Л/=2 ЛНр, (11)Наличие этой разности частот приведет изза влияния системы коррекции частоты к появлению сигналов в цепях обратных связей по45 полю обоих преобразователей, обеспечивающих одновременное изменение их магнитныхполей до тех порпока не будет выполнено условие (9).В рассматриваемом устройстве в связи с50 действием систем коррекции модуля вектораН, демпфируется изменение также и опорного поля Т за счет усреднения вариаций по егонаправлению.55Предмет изобретенияУстройство для автоматического контроляпараметров объектов, содержащее частотные преобразователи аналог - код, программный 60 блок, коммутатор, сравнивающее и кодирующее устройства, отличающееся тем, что, с целью получения квадратичного преобразования входных величин,в частоту и расширения класса решаемых задач, оно содержит систе му коррекции частоты, первый выход которойаказ 1348/13 Тираж 480 Подписно НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Раушская наб., д, 4/5 Типография, и р. Сапунова, 2 подсоединен к обмоткам средних колец Гельмгольца каждого частотного преобразователя, а второй выход - к обмотке внешних колец Гельмгольца рабочего частотного преобразователя, выходы датчиков каждого частотного преобразователя:подсоединены через схему сравнения ко входу системы коррекции часто. ты.