Устройство для измерения приращения магнитного потока

ОП НИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советск икСоциапистичесиикРеспубпик и 765765 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М, Кл. О 01 В 33/12 с присоединением заявки РЙ Гооуддрствннный комитвт СССР ао делан изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения и регистрации приращения магнитного потока прн испытаниях магнитномягких материалов при высокочастотном и импульсном изменении намагничивающих полей. Известны устройства для измерения приращения магнитного потока при испьканиях образцов магнитных материалов в условиях1 О быстроменяющихся высокочастотных и импульсных намагничивающих полей, основанные на стробоскопическом методе преобразования электрических сигналов.Такие устройства содержат источники намаг. ничивающих токов, стробоскопические смеси. тели, интегратор, систему сдвига стробоимпуль. сов, измерительные и регистрирующие приборы,В качестве датчиков электрических сигналов, пропорциональных измеряемым величинам, служит вторичная обмотка и резистор, включающий последовательно с намагничивающейобмоткой 1. Однако, нз-за большой скорости изменения магнитных полей, известные устройства не обеспечивают достаточную точность измерений,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, которое содержит генератор периодической напряженности магнитного поля, соединенный с намагничивающей обмоткой испытуемого образца, измерительную обмотку, соединенную со входом стробоскопического преобразователя, второй вход которого связан с выходом формирователя стробимпульсов. Вход послед него соединен с выходом схемы сравнения. Один из входов схемы сравнения связан с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, вход которого подключен к генератору намагннчивающих импульсов. Другой вход схемы сравнения подключен к выходу генератора ступенчатого-нарастающего напряжения, вход которого связан с выходом программно-временного устройства. Выход строб- преобразователя подключен к входу амплитуд. ного детектора, выход которого присоединен к входу преобразователя напряжение. число,765765 55 3Выход преобразователя напряжение. число присоединен ко входу реверсивного счетчика с ин.дикатором числа. Входы запуска и остановкипреобразователя напряжение. число присоединенык соответствующим входам программно-вре.менного устройства, выход которого присоеди.нен к своему же входу цепью обратной связи 2.),Однако ч устройстве осуществляется последовательное преобразование информации, т.е,сначала осуществляется масштабное преобразование исследуемого сигнала, затем преобразова.ние его мгновенных значений в напряжениепостоянного тока (детектором) и, наконец,преобразование напряжения в число импульсов.Такие последовательныепреобразования приводят к накоплению ошибок преобразования. Цель изобретения - повышение точности измерения приращения магнитного потока.Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство для измерения приращения магнитного потока, содержащее генератор на. магничивающего тока,.соединенный с намагничивающей обмоткой, подключенный к измери. тельной обмотке смеситель стробпреобразователя, подключенные ко второму выходу генератора намагничивающего тока последовательно соединенные генератор быстрого пилообразного напряжения, блок сравнения, формирователь стробимпульсов, выход которого подключен ко второму входу смесителя, суммирующий счетчик, введены подключенные к выходу смесителя последовательно соединенные блок управления, вторым входом подключенный ко второму выходу формирователя стробимпульсов, реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение, выходом присоединенный к третье. му входу смесителя, подключенные к выходу, реверсивного счетчика последовательно соединенные буферный регистр, логический блок, накопительный счетчик и второй преобразователь код-напряжение, выходом подключенный ко второму входу блока сравнения, последова. тельно соединенные генератор импульсов, ключ, второй вход которого подключен к выходу буферного регистра, делитель частоты, вторым входом присоединенный н,э второму выходу логического блока, подключенные ко второму выходу блока управления последовательно соединенные элемент задержки и счетчик приращений, выход которого присоединен ко второ. му входу логического блока, при этом вход элемента задержки соединен с третьим входом логического блока, выход ключа - со вторым входом буферного регистра, выход делителя частоты - со входом первого реверсивного счетчика, а второй вход счетчика приращений - со входом второго реверсивного счетчика,4На чертеже представлена структурная схемапредлагаемого устройства.Схема содержит генератор 1 намагничиваю.щего тока, намагничивающая обмотка 2 испы.туемого образца, испытуемый образец 3, изме.рительная обмотка 4 испытуемого образца,смеситель 5 стробпреобразователя, блок 6 управления, реверсивный счетчик 7, первый преоб.разователь 8 код.напряжение, буферный регистр10 9, ключ 10, генератор 11 импульсов, схема 12задержки, счетчик 13 приращений, логическийблок 14, делитель 15 частоты, суммирующийсчетчик 16, накопительный счетчик 17, второйпреобразователь 18 код-напряжение, блок 19сравнения, генератор 20 быстрого пилообраз-.ного напряжения, формирователь 21 стробим.пульсов.Устройство работает следующим образом.Сигналами генератора 1 намагничивающеготока запускается генератор 20 быстрого пилообразного напряжения. Импульсы быстрогопилообразного напряжения поступают на одиниз входов блока 19, сравнения, на второйвход которого поступает напряжение развертки от преобразователя 18 код-напряжение. Вмоменты равенства мгновенных значений напряжений развертки и быстрого пилообразного на выходе блока 19 появляются импульсы,сдвинутые по времени относительно импульсовгенератора 1, так как скорость изменениязобыстрого пилообразного напряжения постоянна,то следовательно, изменение временного сдвига импульсно определяется напряжением медленной развертки.35С выхода блока 19 сравнения импульсыпоступают в формирователь 21 стробимпульсов,а затем - в блок 5 сравнения, На второйвход блока 5 сравнения от измерительнойобмотки 4 испытуемого образца 3 поступает4 ОЭДС наведенная в этой обмотке при поступлении импульсов тока от генератора 1 в намагничивающую обмотку испытуемого образца 3.На третий вход смесителя 5 поступает ком.мутируюший сигнал от преобразователя 8 код 45напряжение,Если сумма сигналов коммутирующегостробимпульса и ЭДС, поступившей от измерительной обмотки образца, больше некоторогопостоянного уровня, смеситель 5 срабатываети на его выходе появляется импульс, Если50эта сумма меньше величины порога, блок несрабатывает и импульс на его выходе не поя-,вится.С выхода смесителя 5 импульсы поступают в блоке 6 управления, куда также поступают импульсы со второго выхода формирователя 21. В блоке 6 управления вырабатываются сигналы для изменения компенсирующего тока и напряжения развертки. При этом, в случае765765 5 1 Ю 15 20 25 ЗО 5срабатывания смесителя 5 компенсирующийсигнал должен быть уменьшен, для чего с выхода блока 6 управления поступает импульсяа вход вычитания реверсивного счетчика 7.Если блок сравнения не сработал, то с выходаблока 6 управления сигнал поступает на входсуммирования реверсивного счетчика 7, Присрабатывании смесителя 5 блок 6 управлениятакже вырабатывает сигнал для сдвига штробимпульсов. Такой сигнал не вырабатывается,если смеситель 5 не сработал,С выхода реверсивного счетчика 7 сигналапоступают в преобразователь 8 код-напряжение, с выхода которого компенсирующий сигнал подается на один из входов смесителя 5.Информация об исследуемом сигнале в параллельном двоичном коде с выхода реверсивного счетчика 7 поступает на первый входбуферного регистра 9, второй вход которогочерез управляемый ключ 10 присоединен квыходу генератора 11 импульсов, сигналамикоторого осуществляют очищение регистра 9.Ключ 10 находится в открытом состояниипока содержимое регистра 9 не станет равнымнулю, Как только содержимое регистра станетравным нулю, регистром вырабатывается сигнал, закрывающий ключ 10. Таким образом,через ключ 10 от генератора 11 в буферныйрегистр 9 заносится количество импульсов,соответствующее значению исследуемого сиг 1 тала в момент стробирования.С выхода ключа 10 импульсы через делитель 15 частоты, поступят в суммирующийсчетчик 16. Коэффициент деления делителя 15 фчастоты устанавливается в зависимости от скорости изменения исследуемого сигнала, т.е. отприращения сигнала в точке стробирования,От скорости изменения исследуемого сигналав точке стробирования также зависит сдвигстробимпульсов.Приращение сигнала в точке стробированияопределяется с помощью счетчика 13. Приэтом импульсы на счетный вход последнегопоступают с первого выхода блока 6 управления, Возвращение счетчика в исходное состояние осуществляется задержанным с помощьюсхемы 12 задержки сигналом сдвига стробимпульсов, поступающими со второго выходаблока управления также на первый вход логи.ческого блока 14, Если число поступившихимпульсов составляет, например, единицу,то логический блок 13 вырабатывает сигнал,разрешающий прохождение импульса со вто.рого выхода блока 6 управления на и - йразряд счетчика 16, а сигналом, поступившимна делитель 15 частоты, установить коэффи.циент деления равный единице.Если приращение исследуемого сигнала равно двум, то логический блок 13 разрешит поступление импульса от блока 6 управленияна (и - 1) -й разряд, т.е, младщий на единицупо сравнению с предыдущим случаем.Поскольку в первом случае сигнал в счетчик 17 поступит в старший по сравнениюсо вторым случаем разряд, приоащение кодана выходе. счетчика 17 и, следовательно, напряжения на выходе преобразователя 18 в пер.вом случае больше. Это и приведет к тому,что временной сдвиг стробимпульса больше.Во втором случае, в связи с тем, что шагстробирования уменьшился в два раза, коэффициент делителя 15 с помощью сигнала, поступившего с выхода логического блока, будетравным двум.Таким образом, большему приращению сигнала на участке стробирования (т,е. большойскорости его изменения) соответствует меньший сдвиг стробимпульсов и во столько жераз меньшее приращение импульсов в суммирующем счетчике,По истечении некоторого промежутка време.ни в счетчике 16 накопится определенное количество импульсов, пропорциональное площа.ди импульсов ЭДС наведенного в измеритель.ной обмотке (или приращению магнитногопотока в образце),Поступление импульсов с логического блока 14 в счетчик 17 осуществляется но команде, вырабатываемой в буферном регистре 9после того, как его содержимое стало равнонулю. Формула изобретения Устройство для измерения приращения магнитного потока, содержащее генератор намагничивающего тока, соединенный с намагничивающей обмоткой, подключенный к измерительной обмотке смеситель стробпреобраэова. теля, подключенные ко второму выходу генератора намагничивающего тока последовательно соединенные генератор быстрого пилообразно. го напряжения, блок сравнения, формирователь стробимпульсов, выход которого подключен ко второму входу смесителя, суммирующий счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены подключенные к выходу смесителя последовательно соединенные блок управления, вторым входом подключенный ко второму выходу формирователя стробимпуль. сов, реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение, выходом присоединенный к третьему входу смесителя, подключенные к выходу реверсивного счетчика последовательно соединенные буферный регистр, логический блок, накопительный счетчик и второй преоб76 мела на- МГИММц своцщгО ЬС 1 Составитель М. Клыков Редактор Т, Киселева Техред . Е. ГаврилешкоКорректор Г. Реше Заказ 6920/17ВНИ 1019 Поенного комитета СССРтеннй и открытий35, Раушская наб., д. 4 Тираж ИПИ государе по делам изобр 13035, Москва, Ж Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,раэователь код-напряжение, выходом подключенный ко второму входу блокР сравнения,последовательно соединенные генератор импульсов, ключ, второй вход которого подклю.чен к выходу буферного регистра, делительчастоты, вторым входом присоединенный ковторому выходу логического блока, подклю.ченные ко второму выходу блока управленияпоследовательно соединенные элемент задержки и счетчик приращений, выход которогоприсоединен ко второму входу логическогоблока, при этом вход элемента задержкисоединен с третьим входом логического блока,765 8выход ключа - .со вторым входом буферного регистра, выход делителя частоты - спервым реверсивным счетчиком, а второйвход счетчика приращений - со входом втоРого реверсивного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Чернышев Е. Т, и др. Магнитные измерения. М Изд-во Комитета стандартов и мер иэ 10 мерительных приборов при СМ СССР, 1969,с. 201-203,2. Авторское свидетельство СССР Х 408242,кл. 6 01 й 33/00, опублик. 10.12,73,