Устройство для измерения индукции сильно

355584 боюз Советскин Социалистическин Республикт. свидетельстваЗависимое от 0330718-10 Заявлено 30,.1969 (Лс присоединением зая 01 г 33/О си-Комитет по делам изобретений и открыт при Совете МинистреСССР ПриоритетОпубликован УДК 621.317.421(088.8) 6,Х,1 2, Бюллегец Дата опуоликовац писания 16.Х 1.1 Авторыизобретения А, Кисе, С, Большаков аявител СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ СИЛЬНОНЕОДНОРОДНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ШИРОКОМДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР Известные устроиства для измерения индукции неоднородных магнитных полей имеют небольшую точность измерения и не пригодны для измерения магнитных полей в широком диапазоне температур и контроля температурной стабильности магнитных полей.Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне температур и обеспечение контроля температурной стабильности магнитных систем. Для этого в нем параллельно индукционным измерительной и эталонной катушкам подключены стабильные нагрузочные сопротивления, подобранные та ким образом, что перераспределение сигналов, индуцируемых в катушках между внутренними сопротивленцями катушек, зависящими от температуры, и стабильными цагрузочнымц сопротивлениями, исключает температурную погрешность, вносимую изменением эффективной площади измерительных катушек. Напряжения, снимаемые с нагрузочных сопротивлений, це зависимые от температуры и пропорциональные соответственно измеряемому и эталонному магнитным полям, сравниваются между собой. Разность этих напряжений поступает на вход усилителя переменного тока, вращающегося с измерительным зондом, и усиленный сигнал через токо- съемные щетки и кольца коллекторного устройства поступает ца вход усилителя переменного тока блока точного автоматического выравнивания магнитных полей и нулевой индикации, выход которого подключен ко входу демодулятора. Опорным напряжением по следнего служит сигнал, снимаемый с выходавторого усилителя ограничителя переменного тока, на высокоомный вход которого поступает сигнал, снимаемый через коллекторное устройство с измерительной индукционной ка тушки.Сигнал постоянного тока с выхода демодулятора усиливается усилителем с двойным преобразованием (модулятор - усилитель переменного тока - демодулятор) ц поступа ет на вход триггера Шмидта с тремя устойчивыми состояниями. С выхода триггера подается сигнал, управляющий реверсом многоразрядного счетчика, а также ца вход ключа запрета (схемы совпадения), на второй вход 20 которой подается сигнал с выхода генератораимпульсов. Прц этом выход ключа запрета подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого подключен ко входу управляемых ключей (входу преобразователя). С вы хода этик ключей сигнал постоянного токаподается на вход усилителя постоянного тока, управляющего током точной обмотки электромагнита. Прц этом грубая обмотка электромагнита подключсца к стабилизированному и 30 регулируемому источнику питания, а эталоц 355584ное поле электромагнита, равное измеряемому, измеряется аппаратурой ядерного магнитного резонанса с выходом на цифровой частотомер.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из вращающегося измерительного зонда 1, термокамеры 2 с исследуемой магнитной системой 3, электромагнита 4, регулируемого и стабилизированного источни ка питания Б, блока нулевой индикации и автоматического выравнивания (захвата) измеряемого и регулируемого магнитных полей б и аппаратуры 7 ядерного магнитного резонанса (ЯМР) с цифровым частотомером 8, 15 Измерительный зонд представляет собой вращающуюся трубку из титанового сплава, с двух сторон которой расположены измерительные индукционные катушки 9 и 10 сплошной намотки (провод для намотки катушек 20 применен теплостойкий, марки ПНЕТИМИД1.с соотношением длины к диаметру - =0,71 -Е)0,73 для обеспечения точности измерения25сильно неоднородных магнитных полеи), на которой также расположен вращающийся усилитель переменного тока с токосъемными кольцами 11, В конструкцию измерительного зонда входит электродвигатель 12, приводя 30щий во вращение измерительный зонд, основание 13, коллекторное устройство 14 и направляющая 15 со скользящими подшипниками, придающая жесткость длинному концу вращающегося зонда.Для создания регулируемого однородногомагнитного поля служит электромагнит 4, имеющий специальную вставку с полюсными наконечниками с соотношением диаметра ихЕк межполюсному расстоянию - )4, для получения однородности магнитного поля до 0,001 О .Электромагнит имеет две обмотки для грубого регулирования магнитного поля и для 45 точного регулирования с помощью канала автоматического выравнивания магнитных полей. Электромагнит может поворачиваться и менять направление поля, которое можно определить по специальной шкале отсчета, 50Сигналы, снимаемые с измерительных катушек, пропорциональные измеряемому и регулируемому однородному магнитному полю, сравниваются между собой, сигнал рассогла сования усиливается вращающимся усилителем переменного тока на полупроводниковых приборах 1 б, а затем усиленный через колле- торное устройство 14 поступает в схему нулевого индикатора и автоматического захвата 60 (выравнивания) магнитных полей б, Сигнал проходит в усилитель тока 17 и в демодулятор 18 с фильтром.В качестве опорного напряжения демодулятора 18 является сигнал, снимаемый с индук- б 5 циоииой катушки измеряемого магнитного поля, усиленный усилителем тока 19. Поэтому демодулятор 18,преобразовывает сигнал переменного тока переменной фазы в сигнал постоянного тока переменной полярности, одновременно отбрасывая сигнал, не совпадающий по фазе с опорным напряжением, а фильтр доиолшггельио отсрильтровывает сигнал от помех, вносимых оллсторным устройством, и сглаживает пульсирующий сигнал постоянного тока,На выходе демодулятора стоит стрелочиыйприбор 20, который служит индикатором ра.венства магнитных полей, а также индикатором одинакового направления магнитных по.лей. Для выравнивания магнитны.; полей регулируется ток через обмотки электромагнита 4 с помощью регулируемого источника питания 5.После выравнивания магнитных полей и получения одинакового направления путем поворота электромагнита (по шкале угла по.ворота определяется направление измеряемого поля) начинает работать схема автоматического выравнивания магнитных полей, Сигнал с демодулятора 18 поступает на модулятор 21, где модулируется напряжением сети 0=50 гц, усиливается усилителем переменного тока 22 и поступает на демодулятор 23.Сигнал постоянного тока переменной полярности поступает на триггер Шмидта 24 тремя устойчивыми состояниями. Триггер Шмидта выдает сигнал реверса на восьмиразрядиый реверсивный счетчик 25 и ключ 2 б, разрешающий пропускание импульсов на ревсрсивный счетчик от генератора импульсов 27. Реверсивный счетчик с управляющими ключами 28 выдает сигнал постоянного тока на усилитель постоянного тока 29, нагрузкой которого является обмотка эталонного электромагнита для точного регулирования магнитного поля.Реверсивный счетчик работает до момента, когда сигналы с измерительной и эталонной катушек будут равны (когда наступает равенство полей), триггер Шмидта 24 займет нейтральное положение, поступление импульсов иа реверсивный счетчик 2 б прекратится, и схема будет находиться в равновесии. Измерение однородного магнитного поля эталонного электромагнита производится аппаратурой ЯМР с цифровым частотомером 8, которое равно измеряемому.Для компенсации температурной погрешности, вносимой изменением эффективной площади (постоянной) измерительной и эталонной катушек, подключены сопротивления нагрузки (проволочные высокостабильные сопротивления) Р и И.При этом температурная погрешность компенсируется путем перераспределения сигнала, индуцируемого в катушке между внутренним сопротивлением катушки, изменяющимся с температурой, и нагрузкой,. Ларина ДЯ Подппспонистров СССР аказ 3665/5 Изд. Мо 1520 Тираж 406НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СовеМосква, Ж, Раушская наб., д. 4(5 Типография, пр. Сапунова, 2 Предмет изобретения Устройство для измерения индукции сильно неоднородных магнитных полей в широком диапазоне температур, содержащее измерительный зонд с измерительной и эталонной индукционными катушками, эталон магнитного поля, координатное устройство, блок автоматического выравнивания мапгитных полей и нулевой индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне температур и контроля температурной стабильности магнитных систем, в нем к измерительной и эталонной катушкам через параллельно включенные сопротивления и усилитель, выполненный вращающимся вместе с измерительным зондом, подключен блок автоматического выравнивания магнитных полей и нулевой индикации, при этом выход вращающегося усилителя подключен к входу усилителя переменного тока блока автоматического выравнивания полей, выход которого соединен с входом демодулятора, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя ограничителя переменного тока, высокоомный вход последнего через коллекторное 5 устройство подключен к измерительной индукционной катушке, причем выход демодулятора подключен ко входу триггера Шмидта через усилитель двойного преобразования, а выход последнего соединен с выходом схемы 10 совпадения, другой вход которой соединен свыходом генератора импульсов, при этом выход схемы совпадения соединен с входом реверсивного счетчика, на два других входа которого подключены выходы триггера 15 Шмидта, выход же реверсивного счетчикаподключен к входу преобразователя код - напряжения, выход которого, в свою очередь, подключен к входу усилителя постоянного тока, нагрузкой которого является об мотка эталонного электромагнита, поле в зазоре которого в момент равенства измеряемому измеряется аппаратурой ЯМР с цифровым частотомером,