Устройство для регистрацииогибающей магнитного шума

первого дифференциатора, Формирователя и звена задержки, выход которого соединен с первым входом триггера, последовательно соединенных Фильтра, второго дифференциатора и формирователя, выход которого соединен со вторым входом триггера, при этом вход первого дифференциатора соединен с первым входом, а вход фильтра со вторым входом блока управления, подключенного к выходу триггера, а также подключенных и выходу триггера последовательно сое-. диненных интегратора и дифференциального усилителя.На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на Фиг. 2, 3 и 4 - временные диаграммы, которые поясняют принцип работы.устройство включает послецовательно соединенные блок 1 питания, датчик 2, усилитель З,.детектор 4, фильтр нижних частот 5 электрически регулируемой частоты среза и блок 6 выделения информативного параметра. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные управляемый фазовращатель 7, сигнальный вход которого подключен к блоку 1 питания, и блок 8 нелинейности, а также блок 9 управления, выход которого соединен с управляющим входом Фазовращателя 7, первый вход вместе с управляющим входом фильтра 5 соединен с выходом блока 8 нелинейности, а второй вход - с выходом детектора 4. Блок 9 управления выполнен в виде интегратора 10 и дифференциального усилителя 11, а также и виде триггера 12, последовательно соединенных первого дифференциатора 13, ФорФщрователя 14 и звена 15 задержки, вьбюд которого соединен с первым входом триггера 12, а также последовательно соединенных фильтра 16, второго дифференциатора 17 и Формирователя 18, выход которого соединен со вторым входом триггера 12, при этом вход первого дифференциатора 13 является первым входом, а вход Фильтра 16 - вторым входом блока 9 управления. Устройство работает следующим образом.Синусоидальный ток, создаваемый источником 1 питания, протекая по первичной обмотке датчика 2, перемагничивают Ферромагнитный образец, Во вторичной обмотке индуцируются импульсы ЭДС от необратимых изменений намагниченности сердечника, которые усиливаются усилителем 3 и детектируются детектором 4. Далее сигнал сглаживается Фильтром 5 и поступает в блок б выделения информа,тивного параметра б, где измеряется необходимая хатактеристика огибающей шума. Для уменьшения погрешностей, обусловленных нестационарностью сигнала, необходимо изменять частоту среза Фильтра 5 пропорционально огнбанщей мгновенной мощности сигнала.Принцип Формирования управляющегосигнала на том, что в большинствепрактических случаев огибающая с достаточной точностью описывается выражением О=Асоьбг, где- целоеи равно 2+5. Таким образом, управляющий сигнал, можно получить путемнелинейного преобразования сигналаблока 1 питания. На Фиг. 2 показаныследующие сигналыа) сигнал с блока питания 1;б) предыдущий сигнал, нелинейно .преобразованный путем возведенияв четвертую степень;в) сигнал с выхода детектора 4;г) огибающая шума, снятая для20 наиболее типичных случаев,Как видно, сигналы на фиг. 2 би 2 г достаточно одинакова изменяются во времени. Значения уровнейсигналов на всех диаграммах отлод 5 жены в относительных единицах. Помимо Формирования управляющего сигнала, очевидно, необходимо совместить его по времени со сглаживавмым сигналом. Эти две операцииреализованы в устройстве (фиг. 1)с помощью управляемого фазовращателя 7 н блока 8 нелинейности. Сигнал с блока 1 питания поступает навход Фазовращателя 7 и затем с некоторым фазовым сдвигом на входблока 8 нелинейности. С блока 8нелинейности сигнал, близкий по форме к огибающей, поступает на управляющий вход фильтра 5, изменяя егочастоту среза (в частности, чем боль 40 ше сигнал, тем меньше частота среза).Временный сдвиг между огибающейшума и сигналом с выхода блока 8 нелинейности при Фиксированном фазовом сдвиге,вносимом фазовращателем 7, зависиткак от характеристик образца (коэрцитивная сила), так и от режима перемагничивання (частота и амплитуда перемагничивающего тока). Поэтому необходимо постоянно следить завременным сдвигом сигналов и управлять величиной фазового сдвига. ЭтуФункцию выполняет блок 9 управления.Рассмотрим работу блока управления. Схема выделения временного сдвига формирует импульс, длительностькоторого пропорциональна временномусдвигу между управляющим и сглаживаемым сигналом. Этот импульс преобразуется интегратором 10 в пропорци 0 ональный уровень напряжения, которое,в дифференциальном усилителе 11сравнивается с эталонным напряже"нием 0 . Разность этих напряженийвоздействует на управляющий вход65 фазовращателя 7. Первоначально устанавливают величину эталонного напряжения так, чтобы совместить сигналы во времени (например с помощью осциллографа), В дальнейшем блок 9 управления будет отслеживать любое рассогласование вне зависимости от того, чем оно вызвано.Принцип работы схемы выделения временного сдвига поясняется временными диаграммами (фиг. 3 и 4). Сигнал с выхода блока 8 нелинейности (фиг. За) поступает на первый дифференциатор 13 и далее на формирователь 14 (Фиг. Зб). Выходной импульс с Формирователя проходит через звено задержки 15 (Фиг. Зв) и далее поступает на вход установки "0" триггера 12 (Фиг. Зг).Выходной сигнал с детектора 4 (Фиг. 4 а) поступает на вход Фильтра 16. Постоянную времени последнего можно сделать достаточно большой, так как в данном случае погрешность смещения не играет существенной роли., Выходной сигнал фильтра 16 (фиг. 4 б) поступает на второй дифференциатор 17. В момент перехода выходного сигнала последнего через нуль (Фиг. 4 в) формирователь 18 вырабатывает импульс, поступающий иа вход установки "1 ф триггера 12 (Фиг. 4 г), Таким образом, длительность входного сигнала с триггера 12 пропорциональна временному интервалу между экстремумами сигналов глюс время задержки звена 15, которое необходимо для предотвращения ложного срабатывания триггера. Кроме того, при этом улучшаются условия работы последующих элементов (с точки зрения точностй работы), так как установившемуся режиму соответствует значительное напряжение на выходе интегратора 10.Поскольку с датчика 2 обычно снижается центрированный шумовой сигнал, то период нестационарности выходного сигнала с детектора 4 в два раза- меньше периода перемагничивания. Поэтомуцелесообразно блок 8 нелинейности выполнить в виде устройства возведения в четную степень (выходной сигнал на Фиг. 2 б), чтобы не увеличивать время измерения в два раза.Затем блок 1 питания включает эадающнй генератор, и регулируемый усилитель мощности. Целесообразно сигнальный вход фазовращателя 7 подключить к задающему генератору блока 1 питания, амплитуда выХодного сигнала которого зависит от режима перемагничивания.Следует заметить, что устройство может использоваться при перемагничиваник несинусоидальным током, если между блоком питания и фазовращателем включить Фильтр нижних частот. Этот вариант целесообразноФормула изобретения с вторым входом триггера, при этом вход первого дифференциатора соединен с первым входом, а вход фильтра со вторым вх 9 дом блока управления, подключенного к выходу триггера, а также подключенных к выходу триггера последовательно соединен ных интегратора и дифференциальногоусилителя6065 25 30 35 40 45 применять при Фиксированной или изменяющейся в сравнительно узком ди-, апазоне частоте перемагничивания.Предлагаемое устройст о для регистрации огибающей магнитного шума имеет значительные преимущества перед известными устройствами. Так, по сравнению с устройством, в котором устреднение производится на кваэистационарных участках,изобретение имеет более простую конструкцию и значительно меньшее время измерения, равное половине периоде, перемагничивания. По сравнению с устройствами основанными на непрерывном усреднении по времени, предлагаемое устройство имеет более высокую точность измерения параметров огибающей. 1. Устройство для регистрации огибающей магнитного шума, содержащее последовательно соединенные датчик, усилитель, детектор, фильтр нижних частот и индикатор, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено последовательно соединенными управляемым Фазовращателем и блоком нелинейности, а также блоком управления, выход которого соединен с управляющим входом фазовращателя, управляющий вход фильтра нижних частот и первый вход блока управления соединены с выходом блока нелинейности, а второй вход блока управления соединен с выходом детектсра.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде триггера, последовательно соединенных первого дифференциатора, Формирователяи звена задержки., выход которого соединен с первым входом триггера, последовательно соединенных фильтра, второго дифференциатора и Формирователя, выход которого соединен Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Эффект Баркгауэена и его использование в технике. Ижевск,ИДНТП, 1977, с. 124.2. Иэмерйтельные преобразователипеременного напряжения в постоянноеУльяновск, 1978, с. 52-53./68НИИПИ Го по дел13035, М, д, 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужг ектная,У аказ 276 Тираж 3 Подписное В сударственного комитета СССР ам изобретений и открытий 1 осква, Ж, Раущская наб 5