Магнитоизмерительный преобразователь

,ЯО 531040 51)4 С 01 К 33/02ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ункциаетс диапазо нитоизм иизмерит 3 обмот илите чувств тора 7, воэбужд работки нения 1 5,почку а так еий ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторское бюро физического приборостроения Института общей физики АН СССР(57) Изобретение относится к магнитоизмерительной технике н предназначено дпя измерения переменных магнитных полей. Цель изобретения - расширение альных воэможностей - достиутем увеличения частотного а и помехоустойчивости. Магрительный преобразователь соферрозондового датчика 1 с льной 2 и компенсационной ками и обмоткой возбуждения 4, я второй гармоники 5, фаэоельного детектора 6, интеграисточника тока 8, генератора ния 9, блока синхронной об О, содержащего блок сравключ 12, накопительнук КС и буферный усилительформирователя импульсов 1Изобретение относится к областимагнитных измерений и предназначенодля измерения магнитной индукции вшироком диапазоне частот5Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетувеличения частотного диапазона ипомехоустойчивости,На фиг, 1 изображена структурнаясхема магнитоиэмерительного преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма работы магцитоизмерительногопреобразователя (МИП).ИИП (фиг. 1) содержит ферроэоцдовый датчик 1 с обмотками измерительной 2, компенсационной 3 и возбуждения 4, последовательно соединенныеусилитель 5 второй гармоники, фаэочувствительный детектор 6, интегратор 7, а также источник 8 тока, выходкоторого подключен к компенсационнойобмотке, генератор 9 возбуждения,блок 10 синхронной обработки,и, образованный последовательно включенными блоком 11 сравнения, ключом 12,накопительной КС-цепочкой 13 и буферным усилителем 14, выход которогосоединен с вторым входом блока сравнения и с входом источника тока, формирователь 15 импульсов, выход которого подключен к управляющему входуключа 12, причем измерительная обмотка 2 подключена к входу усилителя 5второй гармоники, выход интегратора35подключен к первому входу блока сравнения, а выходы генератора 9 возбуждения подключены соответственно кобмотке возбуждения, к второму входуфаэочувствительного детектора и к.входу формирователя импульсов.Преобразователь работает следующим образом.В обмотку возбуждения ферроэондового датчика 1 подается ток возбуждения с частотой, вырабатываемый генератором 9 возбуждения и глубоконасыщающий сердечник датчика дваждыза период.В присутствии внешнего измеряемогополя В (фиг. 2 а) напряжение на изменряемой обмотке датчика 1 содержитполезный сигнал второй гармоники ипомеху. Суммарный сигнал подаетсяна вход усилителя 5 второй гармоники,который отфильтровывает сигнал начастоте 21, и далее на вход фазочувствительного детектора 6, которыйудаляет из сигнала второй гармоники квадратурную составляющую и преобразует входной сигнал в сигнал с постоянной составляющей, пропорциональной измеряемой магнитной инцукции В, Преобразованный сигнал (фиг. 26) интегрируется в аналоговом интеграторе 7 и подается на первый вход блока 11 сравнения. Блок 1 О синхронной обработки управляется тонкими импульсами (фиг. 2 в), следующими с периодом11(1)Ги вырабатывается в формирователе 15 импульсов, таким образом, что на выходе устройства в промежутке между и и и+1 импульсами напряжение поддерживается постоянным и равным результату интегрирования, имевшему место в момент прихода и импульса управления. Для этого в момент прихода и импульса ключ 12 замыкается и блок сравнения сравнивает напряжение ца выходе интегратора (фиг, 2 г) с напряжением на выходе устройства (фиг2 д), При отличии указанных напряжений блок сравнения вырабатывает ток,эаряжающий конденсатор С до напряжения, при котором выходное напряжение устройства станет равным напряжению га выходе интегратора. После окончания импульса управления накопленное напряжение на конденсаторе П сохраняется до следующегосимпульса управления, поддерживая через буферный усилитель 14 постоянным выходное напряжение устройства П выкПоступая через элементы отрицательной обратной, связи (источник 8 тока, компенсационная обмотка 3) на вход ферроэондового датчика, выходной сигнал устройства формирует магнитное поле - В, компенсирующее исходное. Далее процесс уравновешивания измеряемого магнитного поля повторяется. При измеряемом изменяющемся магнитном поле цепь отрицательной обратной связи совместно с ферроэондовым датчиком, усилителем второй гармоники и фазочувствительным детектором играют роль канала цсбросац для интегратора, а период импульсов управления задает интервал интегрирования интегратора.В устройстве входной сигнал интегратора представляет собой медленно меняющуюся информативную составляю5 15 щую М(В), пропорциональную измеряемой компоненте магнитного поля Вд л и помеху в виде суммы гармоник частоты возбуждения с произвольными амплитудами О и начальными фазамик О, = 1(В) + ,33 соя (2 КГ,с + с), (2)квВыходное напряжение интегратора, являющееся результатом интегрирования входного сигнала эа интервал между и и и+ 1 импульсами управления с учетом астатизма системы записывается следующим образом:л+тЦ," 1," +0(В) аЕ +лн2. Осон(%СЙ+Р)ЙОЙС, где Т - интервал времени интегрирования;- постоянная времени интегратора;"м 11 к0 - выходные напряжения интегратора соответственно в конце и+1-го цикла интегрирования и и-го цикла интегрирования;(ь 1У - выходное напряжение устройства в конце и-го циклаинтегрирования.Полагая коэффициент передачи блока синхронной обработки равным единице и учитывая (1), последнее выражение записываетсялтВыбирая Т= , окончательно полу- чают 31040б(лпгде В - среднее значение измеряемого магнитного поля эацикл интегрирования.5Таким образом выходное напряжениеустройства не содержит гармоник частоты возбужденияВыбором периода следования импульсов уПравления Т, равным периоду самой низкой частоты в спектре внешнейпомехи, обеспечивается нечувствительность устройства как к периодическойсложной помехе, присутствующей в измеряемом магнитном поле, так и к 15 помехе типа электромагнитной наводки,формула и э о б р е т е н и яМагнитоизмерительный преобразователь, содержащий феррозондовый датчик с обмотками компенсационной воз 20 буждения и измерительной, к которойподключены последовательно соединенные усилитель второй гармоники, фаэочувствительный детектор, интегратори источник тока, выход которого под 25 ключен к компенсационной обмотке, генератор возбуждения, первый вход которого подключен к обмотке возбуждения, а второй выход - к второму входу фаэочувствительного детектора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей за счет увеличения частотного диапазона и помехоустойчивости, в него введены формировательимпульсов и соединенные последовательно блок сравнения, ключ, накопительная КС-цепочка, буферный усилитель, причем первый вход блока сравнения подключен к выходу интегратора, а второй вход - к выходу буферного усилителя и к входу источникатока, вход формирователя импульсовподключен к третьему выходу генератора возбуждения, а выход формирова 45 теля импульсов - к управляющему входу ключф еедактор Н. Тупиц Корректор И. Муска с ри ГКНТ СС роиэводственноЗакаВНИИПИ Тираж 714 Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. 1 агарина, 101