Устройство для измерения напряжен-ности магнитног поля

Союз Советских Социапистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ 111815690 3(22) Заявлено 030579 (21) 2761018/18-21с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -Опубликовано 2 ЗО 381,Бюллетень 14 о 11Дата опубликования описания 230 381 Государственный комитет СССР по делам. изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Н.И. Горбатенко и Н.Б. Тушканов Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к магнитнымизмерениям и предназначено для измерения напряженности магнитного поля,Известен следящий магнитометр, содержащий генератор, датчик ядерногомагнитного резонанса, усилитель, управитель частоты, преобразователькод-напряжение, приемник сигналасюибки, дискриминатор уровней, реверсивный счетчик, регистрирующее устройство 113,Однако вследствие больших размеров датчика ядерного магнитного резонанса, устройство не позволяет измерять магнитные поля в малых объемах и на малом расстоянии от поверхности ферромагнитных тел, т.е, данноеустройство не используется для испытания образцов из ферромагнитных материалов.Известно также устройство, содержащее ферроэонд, в цепь намагничивающей обмотки которого включен генератор прямоугольных импульсов ипоследовательно соединенные переменный и эталонный резисторы, параллельно которым включен измерительныйприбор, а в цепь выходной обмоткиферроэонда включены последовательносоединенные усилитель, интегратор,пороговый блок и индикаторный прибор. Устройство позволяет измерятьбольшие поля у поверхности ферромагнитных тел компенсационным методом 123,Недостатками устройства являютсябольшое время процесса измерения иневозможность измерения изменяющихся во времени магнитных полей,обусловленные ручной регулировкойамплитуды компенсирующего поля. Этинедостатки затрудняют использованиеустройства в автоматических установ,ках для испытания магнитных материа 15 лов.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения напря 20 женности магнитного поля, содержащее генератор прямоугольных импульсов, ферроэонд, к выходной обмоткекоторого подключен интегратор, выхо"дом соединенный со входом усилителя, выход которого соединен со вхо"дом порогового блока, и измерительный прибор, снабжено последовательно соединенными элементом И-НЕ, реверсивным счетчиком импульсов, циф 30 роаналоговым преобразователем, управ 815690ляе 2 ым источником тока и ключом,причем второй вход реверсивного счетчика импульсов и первый Вход ЛОГИческого элемента И-НЕ соединены свыходом порогового блока, второйвход логического элемента И-НЕ соединен с выходом генератора прямо 5угольных импульсов, выход цифро" аналогового преобразователя И-НЕ соединен со входом измерительного прибора.Второй вход ключа подключен к выходугенератора прямоугольных импульсов,а выход ключа соединен с намагничивающей обмоткой Феррозонда.На Фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства для измерения напряженности магнитного поля, на Фиг. 2и фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства,Устройство для измерения напряженности магнитного поля содержит управляемый источник 1 тока, выход которого соединен с потенциальным вхоцомключа 2, управляющий вход которогосоединен с выходом генератора прямоугольных импульсов 3, а выход егосоединен с намагничивающей обмоткойферроэонда 4, к выходной обмотке ко-тофого подключен интеГратОр 5, соединенный со входом усилителя б, выходкоторого соединен со входом порогового блока 7, выход которого подключен к одному иэ входов реверсивногосчетчика импульсов 8 и к одному иэвходов логического элемента и-не 9,другой вход которого соединен с выходом генератора 3 прямоугольных импульсов, а выход - с другим входомреверсивного счетчика 8 импульсов, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен со входом измерительного прибора 11 и со входом 40управляемого источника 1 тока.Устройство работает следующим образом.Ферроэонд 4 помещают в постоянноеили изменяющееся во времени измеряемое поле Н им (Фиг. 2) . Состояние сердечника феррозонда определяется величиной поля Н и величиной компенсирующего импульсного поля Н,соэдавае"мого током намагничивающей обмоткиФерроэонда 4. Частота следования прямоугольных импульсов компенсирующегополя равна частоте импуЛьсов генератора 3 прямоугольных импульсов, а амплитуда пропорциональна току управ"ляемого источника 1 тока, коюутируемого ключом 2. Для нормальной работыустройства измеряемое и компенсирующее поля направлены встречно. Импульсы напряжения, индуцируемые в выходной обмотке феррозонда 4 в процессе ф)перемагничивания его сердечника (Оэцна Фиг. 2), интегрируются интегратором 5, напряжение на выходе интегратора ( О на Фиг. 2) пропорциональноизменениям индукции в сердечнике Фер-роэонда 4. Усиленные усилителем б импульсы подаются на вход порогового блока 7, настроенного таким образом, что импульсы на его выходе появляются, если изменения индукции в сердечнике феррозонда 4 превышают величину, равную максимальной индукции петли гистерезиса материала сердечника ( 0 у на Фиг. 2). Сердечник ферроэонда выполнен иэ пермаллоя с петлей гистерезиса с коэффициентом прямоугольности, близким к единице, т.е. величина максимапьной индукции материала сер" дечника практически не зависит от напряженности магнитного поля и равна величине остаточной индукции В (Фиг, 2). Таким образом, если измеряемое поле Нц меньше амплитуды компенсирующего поля Н , на выходе порогового блока 7 появляется импульс (моменты е 1 з 5 б аюг 3 с,б л 2 22 на фиг. 3), воздействующий на вход "вычитание" реверсивного счетчика 8. импульсов и на один из входов логического элемента И-НЕ 9, запрещая воздействие импульса с генератора 3 прямоугольных имПульсов через логический элемент И-НЕ 9 на вход "суммирование" реверсивного счетчика 8 импульсов, В результате уменьшается числа, записанное в реверсивном счетчике импульсов 8, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10 и ток управляемого источника 1. Если измеряемое по" ле Н ,. больше амплитуды компенсирующего Н к на выходе порогового блока 7, импульс не появляется (моменты Й 1 1.4 С 7 1 О, 14, С 1 б, 120 ЙО на Фиг. 3), Импульс с генератора 3 прямоугольных импульсов воздействует через логический элемент И-НЕ 9 на вход "суммирование" реверсивного счетчика 8 импульсов, вследствие чего увеличивается число, записанное в нем, а также напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10 и токуправляемого источника 1 тока.Таким образом, амплитуда компенсирующего поля Нк автоматически следит за величиной напряженности измеряемого поля Н 1 причем показания измерительного прибора 11 прямо пропорциональны величине напряженностй компенсирующегб а значит и измеряемого поля Ни, Устройство проградуировано в единицах напряженности магнитного поля.Наличие в предлагаемом устройстве системы автоматического регулирования амплитуды импульсного компенсирующего поля полностью автоматизирует процесс измерения напряженности магнитного поля и позволяет измерять напряженность изменяющихся во времени магнитных полей.Устройство может быть использовано как в качестве отдельного измерителя напряженности магнитного поля так и в качестве элемента автоматических магнитоизмерительных систем.Формула из обретенияУстройство дпя измерения напряженности магнитного поля, содержащее генератор прямоугольных импульсов, Феррозонд, к выходной обмотке которо-го подключен интегратор, выходом соединенный со входом усилителя, выход которого соединен со входом порогового блока, и измерительный прибор, о т л"и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия 15 устройства, оно снабжено последовательно соединенными логическим элементом И-НБ, реверсивным счетчиком импульсов, цифроаналоговым преобразователем, управляемюм источником тока и ключом, причем второйвход реверсивнрго счетчика импульсов и первый вход логического элемента И-НЕ соединены с выходом порогового блока, второй вход логического элемента Й"НЕ соединен с выходомгенератора прямоугольных импульсов,выход цифроаналогового преобразовагеля соединен со входом Измерйтельного прибора, второй вход ключа под"ключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход ключасоединен с намагничивающей обмоткойФерроз онда.Источники и нформации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 580536, кл. С 01 й 33/08, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 525902, кл, С 01 В 33/02, 1976.