Устройство для измерения магнитной индукции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1170.В. ферр ондь ьство 33/02 до- итель детектора. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С(56) 1. Афанасьев ЮЛ.; Энергия, 1969.Авторское свидетУ 756324, кл. С 01 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, состоящее изгенератора возбуждения, содержащегозадающий генератор и первый делителчастоты, и последовательно соединенных ферромодуляционного преобразователя, резонансного усилителя,фазочувствительного детектора, регистрирующего прибора, причемодин выход генератора возбужденияподключен к. входу ферромодуляционного преобразователя, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерений,полнительно введены второй дел частоты на два, два блока совпадений, инвертор и Ю -триггер, а первый делитель частоты состоит издвух последовательно включенныхделителей частоты на два, при этомвход второго делителя частоты надва подключен к выходу задающегогенератора, прямой выход второгоделителя частоты подключен к входупервого делителя частоты,а инверсный - к первому входу первого блока совпадений и входу синхронизации З -триггера, второйвход первого блока совпадений подключен к точке деления на два первого делителя частоты, выход первогоблока совпадений через инвертор подключен к первому входу второго блока совпадений, второй вход которогоподключен к информационному входуи инверсному выходу 3 -триггеров,выход второго блока совпаденийподключен к 1 -входу 2 -триггера,прямой выход которого соединен свторым входом фазочувствительного1170389 ЗО 1Изобретение относится к электро- измерительной технике , в частности предназначено для измерений постоянной и низкочастотной переменной магнитной индукции, и может быть ис пользовано в геофизике, приборостроении, электро- и радиотехнйке, машиностроении и других областях .народного хозяйства.Цель изобретения - повышение 1 О точности измерений за счет обеспече-ния необходимого фазового сдвига между напряжением возбуждения иопорным напряжением.На фиг. 1 изображена структурная 15 схема устройства для измерения магнитной индукции на фиг. 2, - эпюры напряжений генератора возбуждения.Устройство содержит задающий генератор 1, второй делитель 2 . 20 частоты на два, к прямому выходу которого подключен первый делитель 3 частоты, состоящий из двух последовательно соединенных делителей 4 и 5 частоты на два, а к инверсному - 25 первый вход первого блока 6 совпадений и вход синхронизации Э .-триггера 7. Второй вход. первого блока 6 совпадений подключен к точкеделения на два первого делителя3 частоты. Выход первого блока 6 совпадения через инвертор 8 подключен к первому входу второго блока 9 совпадений, второй вход которого подключен одновРеменно к Э -входу 35 и-выходу (информационному входу и инверсному выходу 2 -триггера 7. Выход второго блока 9 совпадений подключен к 1 -входу (установочному) 2 -триггера 7. С выхода первого делителя 3 через усилитель 10 мощности возбуждение подается на вход ферромодуляционного преобразователя 11 и затем на вход резонансного усилителя 12. С выхода резонансного 45 усилителя 12 напряжение второй гармоники поступает на вход фазочувствительного,цетектора 13, на другой вход которого поступает напряжение с Я -выхода 1) -триггера 7. Выход фазочувствительного детектора подключен к входу регистрирующего прибора 14. Устройство для измерения магнитной индукции работает следующим 55 образом.Переменное напряжение 0(фиг. 2 а) задающего генератора 1 через второй делитель 2 частоты на два подается на вход первого делителя частоты 3. Делители 2, 4, 5 частоты на два вырабатывают напряжения 0 , О и 04 соответствен-. но (фиг. 2 б, в, г). В результате частота выходного напряжения первого делителя 3 частоты в 8 раз меньше, чем частота 1, задающего генератора 1. Выходное напряжение 04 делителя 3 частоты через усилитель 10 мощности поступает на вход Ферромодуляционного преобразователя 11 и возбуждает его. На второй вход преобразователя 11 поступает сигнал измеряемой индикации. Выход усилителя. 10 мощности является выходом генератора возбуждения,Резонансный усилитель 12 выделяет напряжение второй гармоники Ферромодуляционного преобразователя 11, усиливает его. Это напряжение поступает на сигнальный вход фазочувствительного детектора 13. На другой вход Фазочувствительного детектора 13 поступает опорное напряжение 1, фазовый сдвиг которого по отношению к полезному сигналудолжен быть неиэменен,а также равен нулю, например при положитель-. ной полярности измеряемой магнитной индукции 8Учитывая, что выходное напряжение второй гармоники Ферромодуляционного преобразователя 11 сдвинуто/на угол 1(/2 по отношению к напряжению возбуждения, для обеспечения Фазового сдвига между двумя входными напряжениями Фазочувствительного детектора ц и 0 О равного нулю, опорное напряжение 0 должно быть сдвинуто относительно напряжения возбуждения на угол Т /2, т.е. сдвинуто по отношению к напряжению Ц 1 на угол 1 /2. Это осуществляется использованием инверсного напряжения 05 (Фиг. 2 д) второго делителя 2 частоты, т.е, напряжения инверсного по отношению к напряжению 0, Но частота напряжений 0 вдвое больше, чем частота полезного сигнала 09 , и поэтому напряжениеподается на вход Фазочувствительного детектора 13 через О -триггер 7, который также выполняет функцию делителя частоты на два.Использование вместо Э -триггера счетного триггера или другого11703 3делителя частоты на два, не имеющего установочных входов, не представляется возможным. Это связано с тем, что в моменты включения питания обычный делитель частоты на два (счетный триггер) может находиться в любом из двух состояний, т.е. на прямом выходе возможно либо наличие положительного напряженияп 1 Ю (так называемой единицы ), либо наличие "единицы" на инверсном выходе. С точки зрения работы дели.теля частоты эта двухзначность начального состояния значения не имеет, но в средствах измерений с ФМП это приводит к тому, что опорное напряжение 1 и напряжение полезного сиг 8.нала 1 на входах Фазочувствительного детектора находятся либо в фазе (Фазовый сдвиг равен нулю), либо в противофазе (фазовый сдвиг равен ц ). Это обстоятельство приводит,. в свою очередь, к двухзначности обратной связи и к полному нарушению работоспособности автокомпен. сационных средств измерений, так как при одном из начальных состояний возможно наличие положительной обратной связи вместо отрицательной. "Привязка" фазы опорного напряжения0 к напряжению полезного сигнадаосуществляется благодаря использованию 2 -триггера 7 в качестве5делителя частоты, первого блока 6 совпадений, инвертора 8 и второго блока 9 совпадений, включенных ука 35 занным на фиг. 1 образом. "Привязка" Фазы опорного напряжения осуществляется установкой начального состояния 2 -триггера 7, с помощью40 выходного сигнала 0 блока 9 совпадений, на один вход которого подается напряжение импульсной формы 89 4(фиг. 2 е). Причем необходимо,чтобы длительность импульса этогонапряжения была равна полупериодунапряжения 0 , период равен периоду напряжения О . Это осуществляЭется использованием первого блока 6совпадений и инвертора 8. На одинвход первого блока 6 совпаденийподается напряжение И с инверсноговыхода второго делителя 2 частотына два, на другой вход-напряжение0 с выхода делителя ц частоты.3Выходное напряжение блока 6 совпадений инвертируется инвертором 8 и принимает вид, изображенный на фиг. 2 е -напряжение 0,Установка начального состояния,Р -триггера 7 нужна только в томслучае, если фаза его выходногосигнала противоположна требуемой;поэтому управляющий сигнал на установочном входе З -триггера 7 появляется только в зависимости от егоначального состояния. Это достигается тем, что управляющий сигнална установочный вход 3 -триггераподается с выхода второго блока 9совпадений, на один из входов которого подается напряжение с выхода,инвертора 8, а на другой вход -напряжение с инверсного выхода3 -триггера 7. В том случае, еслифаза выходного напряжения 08 Э -триггера 7 не соответствует требуемой(Фиг. 2 ж), то на его установочныйвход подается короткий импульс 0(фиг. 2 з), который устанавливаеттребуемое состояние 3 -триггера(фиг. 2 и), В том случае, если фазавыходного напряжения О (Фиг. 2 к)Р -триггера соответствует требуемой,то на его установочный вход подаетсяпостоянное напряжение (фиг. 2 д).1170389 ц Н д е г,2 Составитель В.Шульгитор Н,Киштулинец Техред М,Гергель ектор Е,Сирохман н ир ос кр зо м оскв ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аказ 4701/43 ТВНИИПИпо дел113035,Подпенного комитета СССтений и открытий