Устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материалов

СОКИ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А 22038 9) РЕСПУБ БРЕТЕН ПИСАН ВТОРСКОМУ ЕЛЬСТ ор, о тчто, с ценего ввей счетчик,триг"ощносГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 121) 3395360/18-21(71) Курский политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР И 37,886, клО О 1 В 33/12, 06.07.712. Авторское свидетельство СССР, Мф 901957, кл. С 01 В 33/12, 12.06.80. (5 Ч)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее схему формирования и хранения кодов и.последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности .с намагни" чивающей обмоткой и резистором, измерительную обмотку, аналоговый ключ, интегратор, цифровой вольтметр под 1 О 01 И 27/721 С 01 стоянного тока и регистрат л и ч а ю щ е е с я тем, лью повышения точности, в дены нуль-орган, вычитающи схема И, суммирующий счетчик и гер, при этом выход усилителя м ти соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с управляющим входом вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом схемы И и выходом генератора прямоугольных импульсов, а информационные входы " с выходами схемы фор-мирования и хранения кодов, выход. схемы И соединен со счетным входом суммирующего счетчика выход которо го соединен с входом сброса триггера, установочный вход которого соединен . с выходом вцчитающего счетчика.,а вы" ход - с вторым входом схемы И и управляющим входом аналогового ключа, причем емкость суммирующего счетчи" ка равна половине емкости счетчика.1 10220 0 15 Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения динамических магнитных свойств при нераэрушающем контроле ферромагнитных материалов,Известно устройство для измерения динамических магнитных характеристик,содержащее источник намагничивающе"го поля, программное устройство,устройство для. выделения напряжений пропорциональных напряженности магнитной индукции испытываемого образ"ца, два генератора. компенсирующего напряжения, управляемые программным, устройством, два компаратора, один вход каждого из которых соедйнен с источником напряжения, пропорционального либо индукции, либо напряженности магнитного поля а другойс соответствующим генератором ком" пенсирующего напряжения, выходы же20 .компараторов подключены через форми" рователи импульсов к схеме совпаде" ниявыход которой соединен с управляющими входами преобразователей ана"25 лог " код составляющих компенсирую" щего вектора 1Недостатками данного устройства являются невысокая точность измере" ния динамических магнитных характе" .ростик, сложность настройки и эксплуатации, что обусловлено наличием большого числа аналоговых узлов.Известно также устройство для иэ" мерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных материа лов, содержащее схему Формирования . и хранения кодов, схему совпадения цифровых кодов, а также последова-тельно соединенные генератор прямо.угольных импульсов, счетчик, цифро. 40 аналоговый преобразователь, усилитель мощности с намагничивающей об" моткой и резистором, измерительную обмотку, аналоговый ключ, интегратор, цифровой вольтметр постоянного 45 тока и регистратор, причем входысхемы совпадения кодов соединены с выходами счетчика и схемы формирова" ния и хранения кодов, а ее выход сое" динен с управляющим входом аналого" 50 вого ключа 2 3. Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность и стабильность результатов иэ" мерения, обусловленная фазовой по" грешностью последовательно соединенных цифроаналогового преобразовате" ля, усилителя мощности и намагничи 38, 2вающая обмотка. В.этой цепи присутствует сдвиг по Фазе между входными выходным сигналами, который приработе в широком частотном диапаэо"не принципиально не устраним и повеличине, при работе с разными объек"тами контроля, заранее непредсказуем.В результате Фазового сдвига напряженность магнитного поля, создаваемого намагничивающей обмоткой, не сов".падает по Фазе с соответствующим значением кода в счетчике. Это приводит к неоднозначности иомента открывания аналогового ключа и, следовательно, к погрешности измерения.Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения динамических магнитных характеристик ферромагнитных,материалов, содержащеесхему Формирования и хранения кодови последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, счетчик, цифроаналоговый преобразователь,усилитель мощности с намагничивающейобмоткой и резистором, измерительнуюобмотку, аналоговый ключ, интегратор,цифровой вольтметр постоянного токаи регистратор, введены нуль-орган,вычитающий счетчик, схема И, суммирующий счетчик и триггер, при этомвыход усилителя мощности соединен свходом нуль-органа, выход которогосоединен с управляющим входом вычитающего счетчика, счетный .вход которого соединен с первым входом схемыИ и вь 1 ходом генератора прямоугольныхимпульСов, а информационные входы -с выходами схемы формирования и хранения кодов,. выход схемы И соединенсо счетным входом суммирующего счетчика, выход которого соединен с входом сброса триггера, установочныйвход которого соединен с выходом вычитающего счетчика, а выход - с вторым входом схемы И и управляющим входом аналогового ключа, причем емкость суммирующего счетчика равнаполовине емкости счетчика.На чертеже изображена блок-схемаустройства,Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1- прямоугольных импульсов, основной счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь 3, усилитель 1 мощности, намаг"ничивающую обмотку 5, резистор 6,а также измерительную обмотку 7, ана3 :1022 логовый ключ 8, интегратор 9, цифровой вольтметр 10 постоянного тока, регистратор 11, нуль-орган 12, схему 13 Формирования и хранения кодов, Вход нуль-органа 12 подключен к точке соединения намагничивающей обмотки 5 и токозадающего:резистора 6. Вычитающий счетчик 14 имеет несколько входов, которые соединены следующим образом: управляющий - с выхо- .10 дом нуль-органа 12; счетный - с генератором 1; информационные - с вы" ходами схемы 13 Формирования и хра" нения кодов. На установочный вход и вход сброса триггера 15 поступают сигналы с выходов вычитающего счетчика 14 и суммирующего счетчика 16 соответственно. Выход триггера 15 подключен к аналоговому ключу 8 и схеме И 17. Второй вход схемы И 17 связан с генератором 1, а выход " с входом суммирующего счетчика 16.Устройство работает следующим образом.Йрямоугольные импульсы заданной частоты с выхода генератора 1, посту пают на вход основного счетчика 2, в;котором последовательный цифровой код преобразуется в параллельный, Параллельный цифровой код с выходов основного счетцика 2 подается на входы цифроаналогового преобразователя 3, который в соответствии с поступающим цифровым кодом формирует ступенчатое напряжение, периодически изме-: няющееся по линейному закону, которое через усилитель 4 мощности подается в намагничивающую обмотку 5,последовательно соединенную с токозадающим. резистором 6. Напряжение, про 40 порциональное току, протекающему по намагничивающей обмотке 5 и резистору 6 снимается с последнего и одно: временно поступает .на нуль-орган 12и второй вход усилителя 4 мощности.Таким образом, напряженность поля,45создаваемого намагницивающей обмот"кой 5., пропорциональна току. на выходе усилителя 4 мощности.В момент перехода тока усилителя4 мощности через нуль срабатываетнуль-орган 12, который своим выходомразрешает перезапись цифрового кодаточки измерения их схемы 13 Формиро 038вания и хранения кодов в вычитающий счетчик 14, Тактовые импульсы, поступающие на вычитающий счетчик 14 с генератора 1 последовательно уменьшают его содержимое. Как только содержимое вычитающего счетчика 14 уменьшится до нуля, на его выходе появляет"ся импульс, переводящий триггер в единичное состояние, что приводитк открыванию аналогового ключа 8и схемы И 17. Тактовые импульсы через открытую схему И 17 нацинают поступать в суммирующий счетчик 16, емкость которого равна половине емкости основного счетчика 2. Так как на основной счетчик 2 и на суммирующий счетчик 16 импульсы поступают с одного и того же выхода генератора 1, то точно через половину периода намагничивающего тока, сцитая от мо" мента срабатывания триггера 15, сум" мирующий счетчик 16 переполнится и перебросит триггер 15 в нулевое состояние, что, в свою очередь, приводит к запиранию аналогового ключа 8и схемы И 17, Таким образом, аналоговый ключ 8 оказывается открытым в течение половины периода повторения тока намагничивания. К моменту закрывания аналогового ключа 8 на выходе интегратора 9 присутствует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой индукции. Зто напряже"ние измеряется цифровым вольтметром 10 и результат Фиксируется регистра" тором 11. Таким образом, в предлагаемом устройстве отсчет момента начала изме- рения всегда ведется отодной и той же точки, соответствующей Физицес" кому состоянию равенства нулю напряженности магнитного поля, вне зависимости от частоты тока намагничивания и контролируемого объекта. Зто приводит к тому, что непредсказуемая Фазовая погрешность цепочки - цифроаналоговый преобразователь, усили" тель мощности, намагничивающая обмотка " не оказывает влияния на ре" зультат измерения, что позволяет по" высить точность и стабильность результатов измерения в 4 раза по сравнению с известным устройством.Редактор А. ШаЗаказ 029/35ВН Тираж 73ИПИ Государственног по делам изобретени 035 Москва Жилиал ППП "Патент, г. У лиа.ская (орректор О, БилПодписноекомитета, СССРи открытий