Микровеберметр

Яфа о я 1 оть л:1 ф. О П И С А Н И Е (1 ц 443343ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстнчесннх Реслублнн(32) ПриоритетОпубликовано 15.09.74, Бюллетень34Дата опубликования описания 02.12.75 51) М, Кл, 6 01 г 33/02 1 осударственный комитет Совета Министров СССла сегам изобретенийн открытий(54) МИКРОВЕБЕРМЕТР Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании характеристик магнитных материалов импульсно-индукциоь ььым методом.Известны микровеберметры, работающие 5 по принципу интегрирования э.д.с., наводимой в измерительной катушке при изменении магнитного потока, состоящие из операционного усилителя, охваченного дифференцирующей отрицательной обратной связью, и отсчетного 10 устройства.Недостатками подобных микровеберметров являются необходимость ручной коррекции нуля, сползание установившейся величины, несовершенство передаточной функции и, 15 как следствие, невысокая точность и большая трудоемкость процесса измерения.Для обеспечения автоматизации процесса и регистрации результатов измерения и повышения точности предлагаемый микровеберметр 20 снабжен корректирующим запоминающим усилителем, вход которого через ключ соединен с выходом, а выход - со входом операционного усилителя, компаратором с автоматической компенсацией, подключенным к вы ходу операционного усилителя, и генератором опорного напряжения, выход которого подключен ко входу операционного усилителя, и запускающая цепь - к выходу компаратора.В микровеберметре используется дискрет- зо ный принцип измереьнья, основанный на непосредственном преобразовании измеряемой велпичны - магнитного потока - в интервал времени. Это достигается тем, что после появления очередного измеряемого импульса, вызывающего заряд цепи обратной связи операционного усилителя, компаратор запускает генератор опорного напряжения, с помощью которого осуществляется разряд этой цепи до уровня, предшествовавшего приходу измеряемого импульса.Такой принцип обеспечивает возмож 1 ьость непосредственного преобразования вел ичшы магнитного потока в цифровой код и сокращения времени измерения, а, следовательно, уменьшает влияние дрейфа во входной цепи микровеберметра и сползания установившейся величины на точность измерения, Прохождение измеряемого и опорного сигналов по одному измерительному тракту делает пренебрежительно малой погрешности от несовершенства передаточной функции.На фпг. 1 показана структурная схема описываемого микровеберметра; на фнг. 2 - временные диаграммы, где - а - изеряемый сигнал, б - напряжение на выходе операционного усилителя, в - опорное напряжение.Микровеберметр содержит операционный усилитель 1, охваченный дифференцирующей отрицательной обратной связью, включающей(2) конденсатор 2, корректирующий. запоминающий усилитель 3, вход которого через ключ 4 соединен с выходом, а выход - синфазным входом усилителя 1, и компаратор 5 с автоматической компенсацией, вход которого подключен к выходу усилителя 1, а выход - к запускающей цепи генератора 6 опорного напряжения. Импульсный выход генератора 6 соединен со входом отсчетного устройства 7, представляющего собой цифровой измеритель временных интервалов. Сопротивления 8 и 9 делителя опорного напряжения подключены к выходу генератора 6 и через измерительную катушку 10 к контрфазному входу усилителя 1.А 1 икровеберметр работает следующим обра. зом.До поступления измеряемого сигнала ключ 4 находится в замкнутом состоянии, и, следовательно, выходное напряжение усилителя 1 с точностью до дрейфа корректирующего усилителя 3 равно нулю. Зто же напряжение повторяется запоминающим устройством компаратора 5.Изменение магнитного потока в образце, охваченном измерительной катушкой 10, вызывает появление на ее зажимах напряжения:Е,х=Нйгде- измеряемое потокосцепление,После поступления входного сигнала е, вызывающего заряд конденсатора 2 обратной связи, компаратор 5 деблокируется, и на его выходе вырабатывается перепад потенциала соответствующей полярности. Выходное напряжение компаратора 5 разрывает ключ 4, и на выходе корректирующего усилителя 3 фиксируется напряжение, необходимое для коррекции дрейфа во входной цепи операционного усилителя 1 к моменту прихода е. Одновременно или при необходимости спустя некоторое время ь после появления выходного напряжения компаратора 5 генератор 6 вырабатывает напряжение О,-, полярность которого определяется полярностью напряжения на выходе компаратора О. Напряжение Кчерез делители 8, 9 и изъ 1 ерительную катушку 10 осуществляет разряд конденсатора 2 по линейному закону, так что напряжение на выходе усилителя 1 изменяется в соответствии с выражением: где тв - эквивалентная постоянная времени цепи обратной связи операционного усилителя 1,5 Л(l - дрейф во входной цепи усилителя 1 от начала времени отсчета (1=0),а - коэффициент деления делителей 8, 9.1 О В момент времени 12, когда выходное напряжение Ув,х достигает исходного уровня, предшествовавшего появлению измеряемого сигнала е, напряжение на выходе компаратора исчезает скачкообразно и своим задним 15 фронтом воздействует на запускающую цепьгенератора 6 и закрывает ключ 4, что приводит к отключению опорного напряжения С, и возвращению схемы в исходное состояние.Тогда, если считать, что время измерения 20 /ь =сопз 1, а среднее значение дрейфа равноЛ(/,р, то из выражений (1) и (2) следует, что изменение потокосцепления оказывается равнымЛ 9 = а(7 м Ив ) срв (З)25т. е, измеряемая величина с точностью до второго слагаемого в правой части выражения (3) оказывается пропорциональной времени 1 - 1 ь в течение которого действует опорное 30 напряжение, и не зависит от величины тэ, Величина дрейфа ЛУ,р оказывает влияние на точность измерения только в течение временикоторое может быть выбрано достаточномалым.35Интервал вреъ 1 ени- 1 соответствует времени существования опорного напряженияСЪ и измеряется отсчетныъ 1 устройством 7.40Предмет изобретенияМикровеберметр, содержащий операционный усилитель, охваченный дифференцирующей отрицательной обратной связью, и отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерения, он снабжен корректирующим запоминающим усилителем, вход которого через ключ соединен с выходом, а выход - со входом операционного усилителя, компаратором с автоматической компенсацией, подключенным к выходу операционного усилителя, и генератором опорного напряжения, выход которого подключен ко входу операционного усилителя, а запускающая цепь - к выходу компаратора,443343 фы 2 2 иронов хр Заказ 3125/1 Подппсно Тираж 679Совета Министровоткрытииаб., д 4/5 ИИПИ едактор С. Хейф Составитель М. Клочков Изд. М 1397 осударствеиного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушска