Цифровое автоматическое устройство для измерения магнитных параметров постоянных магнитов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОИУ СВИДЕТИЛВСТВУ пп 691792 Фч,(22) Заявлено 150877(21) 2517853/18-21(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(51) М. Кл.ф О 01 й 33/12 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государствеппый комитет СССР по делам пзобретеппй и открытий(53) УДК 621, 317, ,44(088.8) Опубликовано 151079 Ьюллетень йо 38 Дата опубликования описания 15.1079 4 Е.А,Андриевский, Л.Н.Лесник и Г.П.Шевердин Институт электродинамики АН УССР(54) ЦНФРОВОе АВтОмАтичесОе УстРОЙстВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ.Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для повышения точности при измерении магнитных параметров постоянных магнитов. Известно устройство, построенное по двухканальной системе с использо" ванием гальваномагнитных преобраэова-телей, состоящее из каналов нулевого индикатора и измерительного, измерительный канал представляет собой систему следящего уравновешивания и со- держит схему сравнения, преобразователь код-напряжение,фазочувствительный уси 5 литель,генератор переменной частоты, счетчик импульсов, циФровое отсчетное устройство, задающий генератор, канал нулевого индикатора служит для Фиксации нулевого значения намагни ченности, он состоит иэ Фаэочувствительного усилителя, триггера Шмитта и схемы управления, длясоздания в магнитной системе устройства намагничивающего и размагничивающего полей служит управляемнй источник питания 1) .Основным недостатком известного устройства является наличке дополни-: тельной погрешноств, определяемой З 0 неоднородностью магнитных свойств материала испытуемых образцов.Целью изобретения является повышение точности измерений при проведении испытаний в устройствах с неполностью замкнутой магнитной системой.Для этого в циФровом автоматическом устройстве для измерения магнитных параметров, содержащем неполностью замкнутую магнитную систему, подключенную к выходу управляемого источника питания магнитной системы, вбэдом соединенного с выходом канала нулевого индикатора и входами преобразователей управляющего и измерительного параметров, Фазочувствительного усилителя и преобразователя коднапряжение, выход преобразователя управляющего параметра связан с первым входом канала нулевого индикатора, второй вход которого соединен с шиной запуска устройства, цифровое отсчетное устройство, блок сравнения, первый вход которого подключенк выходу преобразователя коднапряжение, а выход - через Фазочувствительный усилитель связан с генератором переменной частоты, и первый счетчик импульсов, первый вход которого подключен к выходу генераторапеременной частоты, а выход - к второму входу преобразователя код- напряжение, дополнительно введены делительный блок, второй счетчик импульсов, первый и второй ключи, триггер"- и переключатель режимов, причем входделителъного блока соединен с выходомпреобразователя измеряемого параметра,а выход - с вторым входом блока;сравнения, вход второго счетчика импульсов связан с выходом генераторапеременнрй частоты, а выход - с входом цифрового отсчетного устройства,причем входы сброса в нуль старшей имладшей декад, входы сброса в девятку младших декад второго счет-."переключателя режимов и.входами первого счетчика соответственно черезпервый и второй ключи, управляющие:триггера, а вход сброса в 1 девятку старшей декады связан с выходомпереключателя режимов непосредственно, входы переключателя режимов нтриггера соединены с шиной запускаустройства.На чертеже йредставлена структурйаяэлектрическая схема устройства,Устройство содержит преобразователь 1 управляющего параметра, канал 2 нулевого индикатора, управляемый источник питания 3, магнитнуюсистему 4, преобразователь 5 йзмеря "емого параметра, делительный блок 6,блок сравнения 7, преобразователькод- напряжение 8, фаэочувствительный усилитель 9, генератор 10 переменной частоты, первый счетчик им-:пульсов 11, второй счетЧик импульсов12 (младшая декада), второй счетчикимпульсов 13 (старшая декада), цифровое отсчетное устройство 14, первый ключ 15, второй ключ 16, переключатель режимов 17, триггер 18.Устройство работает следунзцимобразом,Измерение проводится в два такта.В начале первого такта измерениясигналом Пускф через переключательрежимов 17 счетчики импульсов устанавливаются либо в нулевое состояние(при измерении остаточной индукции). Такое значение индукции выбрано потом 1 что максММальное значение остаточной индукции не может превышать 1,5 Т, В первом случае счетчики 11 и 12, 13 считают нарастающим итогом, во втором - Убывающим. Причем первый счетчик импульсов 11 устанавливается в исходное состояние всегда при поступлении пускового сигнала, а младшие декады 12 второго счетчика импульсов - в зависимости1от состояния триггера 18, управляющего ключами 15 и 16. Сигнал фПУСКпоступает также на вход триггера 18,который перебрасываясь в другое . 5 состояние, закрывает ключи 15 и 16.При наличии в зазоре магнитной системы 4 намагниченного образца на вы".параметра 1 появляется сигнал, кото рый поступает на второй вход каналанулевого индикатора 2. Вследствиеэтого на преобразователи управляющего и измеряемого параметров 1 и 5,фазочувствительный усилитель 9 и 15 преобразователь код- напряжение 8"измерительного канала и управляемыйисточник питания 3 поступает питающее напряжение. Управляемый источник питания 3 создает в магнитной 20 системе 4 линейно нарастающе раэмагничивающее (при измерении коэрцитивной силы) и линейно спадающеенамагничивающее (при измерении остаточной индукции) поле. В это времяСигнал с выхода преобразователя измеряемого параметра 5, уменьшенныйвдвое после делительного блока 6,"сравнивается с сигналом с преобразователя код- напряжение 8 в блокесравнения 7. Разностный сигналусиливается в фазочувствйтельном усилителе 9 и поступает на вход генера-.тОра переменной частоты 10, счетныеимпульсы с выхода которого поступают :"йа счетчики импульсов 11 и 12, 13,Частота следования импульсов пропорциональна сигналу на входе генератора переменной частоты 10. Процесс"измеренияйлится до момента равенства нулюсигнала с выхода преобразова теля управляющего параметра 1. Приэтом снимается питающее напряжениес преобразователей 1, 5 и 8, фазочувствительного усилителя 9 и управляемого источника питания 3. Напряжение на выходе блока сравнения 7падает до нуля, и генератор 10 прекращает подачу импульсов на счетчики 11 и 12, Цифровое отсчетное устройство 14 фиксирует и сохраняет показания счетчика 12, 13. Поле вмагнитной системе 4 снижается донуля, так как управляющее напряжение на входе управляемого источникапитания 3 снимается. На этом первый"этап измерения заканчивается, Передвторым этапом измерения, при которомиспытуемый образец находится в"другом положении относительноизмерительных преобразователей, пусковьй сигналом счетчик 11 устанавли вается в исходное состояние, а млад-шие декады 12 второго счетчика имПульсов остаются без изменения.Старшая декада 13 устанавливается"в" исходное состояние только при из мерении остаточкой индукции. Процессформула изобретения 50 55 измерения во втором такте осуществляется так же как и в первом.Количество импульсов, поступивших на второй счетчик импульсов эа оба такта измерения коэрцитивной силы равноХ 4 Х 2где И и Вх 2- число импульсов эа первый й второй такты измерений соответственно,К( /х. + (3 Д 2)2 2где К - коэффициент передачи измерительного канала;Ох и Ох- измеряемые напряжения впервом и втором тактах измерения,При измерении остаточной индукции число импульсов на счетчиках 11 и 12, 13 после 1-го и 2-го тактов измерения при предварительной установке их в исходное состояние равнох-= 1 мах ) = мах= 2 У Где 1 ак. и.1 мах число импульсов и напряжение, соответствукцее значению индукции равной 2,000 Т 1Н и Б 2 - число импульсов поступивших на счетчики 11 и 12, 13 эа первый и второй такты измерения;01 и 0 - напряжения на выходе преобразователя код- напряжение 8. Младшие декады 12 не сбрасываются( в исходное состояние.После второго такта такого измерения с предварительным сбросом в исходное состояние только старшей декады 13 число импульсов во втором счетчике равно 0,- (х 1 + мах 12 К 2 юах рХ 1)Х 2 )2,2 2Значит эа два такта иэмрения коэрцитивной силы и остаточной индукциина втором счетчике импульсов фиксируется усредненное значение измеряемой величины,Использование предложеннойсхемыдля измерения магнитных параметровпостоянных магнитов позволяет в устройствах с неполностью замкнутоймагнитной системой повысить точностьза счет снижения погрешности, определяемой неоднородностью магнитныхсвойств материала испытуемзх образцов . 10 15 20 25 30 35 40 Бифровое автоматическое устройство для измерения магнитных параметров постоянных магнитов, содержащее неполностью замкнутую магнитную систему, подключенную к выходу управляемого источника питания магнитной системы, входом соединенного с выхо" дом канала нулевого индикатора и с входами преобразователей управляющего и измерительного параметров, фазочувствительного усилителя и преобразователя код- напряжение, выход преобразователя управляющего параметра связан с первым входом канала нулевого индикатора, второй вход которого соединен с шиной запуска устройства, цифровое отсчетное устройст- во, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу преобразователя код- напряжение, а выход- через фаэочувствительный усилитель, связан с генератором переменной частоты, и первый счетчик импульсов, первый вход которого подключен к выходу генератора переменной частоты, а выход в ,к второму входу преобразователя код- напряжение, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены делительный блок, второй счетчик импульсов, первый и второй ключи, триггер и переключатель режимов, причем вход делительного блока соединен с выходом преобразователя измеряемого параметра, а выход " с вторым входом блока сравнения, вход второго счетчика импульсов связан с выходом генератора переменной частоты, а выход - с входом цифрового отсчет- ного устройства, причем входы сброса в нуль старшей и младшей декад, входы сброса в ффдевятку 1 ф младших декад второго счетчика импульсов связаны с выходами переключателя режимов и входами первого счетчика соответственно через первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с выходом триггера, а вход сброса в ффдевятку 1 старшей декады связан с выходом переключателя режимов непосредственно, входы переключателя режимов и триггера соединены с шиной запуска устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР9 456239, кл. 6 01 й 33/12, 1975.1090твенногобретений5, Раушс Подписноомитета СССРоткрытийя наб.,д.4/5