Устройство для измерения индукциипеременных магнитных полей
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 815691
Авторы: Скрипник, Шуляковский
Текст
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з 6 01 й 33/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано .230381 Беллетеиь М 11 И) ЮК 621. 317, .44(088,8) Дата опубликования описания 230381(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Изобретение относится к измерению магнитных величин и может быть использовано для повышения точности измерения индукции переменных маг 5 нитных полей в широком диапазоне частот.Известны магниторезистивные измерители индукции переменных магнитных полей, представляющие собой измерительный мост, в одно из плеч которого включен магнитоуправляемый резистор, Для измерения магнитной индукции в широком диапазоне частот используют квадратичный участок функции преобразования магнитореэиатора 11. 15Однако нелинейность преобразовательной характеристики обуславливает необходимость индивидуальной градуировки шкалы измерителя и затрудняет использование цифрового отсчета 2 О и регистрации результатов измерения.Известно также устройство для измерения индукции переменных магнитных полей с одним чувствительным элементом, имеющее равномерную шкалу. Линеаризация преобразовательной характеристики достигается тем, что в мостовую измерительную схему с двумя магнитореэисторами, рабочим и компенсационным, имеющими квадратичную ЗО характеристику, введены последовательно соединенные источник опорного напряжения, дифференциальный усилительи управляемый усилитель 123Недостатком устройства являютсянеисключенные погрешности от температурной и временной нестабильности,так как магнитореэистор не охваченцепью обратной связи. Кроме того, дополнительная погрешность возникаетот изменения чувствительности мостаи напряжения питания моста.Цель изобретения - повышение точности измерения,Эта цель достигается тем, что вустройство для измерения индукциипеременных магнитных полей, содержащее магнитореэистор, помещенный вкатушку подмагничивания и включенный в плечо измерительного моста,три ключа, управляющие входы которыхподключены к выходам мультивибратора, усилитель и подключенный к немуцифровой регистрирукщий прибор, дополнительно введены интегратор,вход которого через первый ключ соединен с выходом моста, его выходс инвертирующим входом усилителя, делитель напряжения, вход которого че-реэ первый ключ соединен с выходоммоста, его выход - с неинвертирующим входом усилителя, выход цифрового регистрирукцего прибора через второй ключ соединен с потенциальнымзажимом катушки подмагничивания, одновибратор, вход которого соединенс выходами мультивибратора, а выходсо вторым входом цифрового регистрирующего прибора,На чертеже представлена схема устройства для измерения индукции переменных магнитных полей,Устройство содержит магниторезистор 1, катушку 2 подмагничивания, измерительный мост 3, источник 4 постоянного напряжения, ключи 5,6 и 7,мультивибратор 8, интегратор 9, дели тель 10 напряжения, усилитель 11,цифровой регистрирующий прибор 12,балластный резистор 13 и одновибратор 14,Магниторезистор 1 помещают в катушОку 2 подмагничивания и включают вплечо измерительного моста 3, который питается от источника 4 постоянногО напряжения. 1( выходу моста 3через ключи 5 и б, интегратор 9 и делитель 10 напряжения подключают входы усилителя 11. Выход усилителя 11через цифровой регистрирунхщий прибор1, балластный резистор 13 и ключ 7соединяют с потенциальным зажимомкатушки 2 подмагничивания магнито- Зорезистора 1. Цепи управления ключей5, б и 7 подключают к выходам мультивибратора 8 непосредственно ацепь запуска цифрового регистрирующего прибора 2 подключают к мультивибратору 8 через одновибратор 14.Измеритель магнитной индукции работает следующим образом.Магниторезистор 1 под действиемизмеряемой индукцииВи при отсутствии подмагничивания изменяет своесопротивление в соотношении с выражениемВ =80+8=ВО(1+Их) (1)где Во - сопротивление магниторезистора при отсутствии внешне 45го. магнитного поля;а В - приращение сопротивлениямагниторезистора при воздействии магнитного поля,/5 - коэффициент пропорциональности.Изменение сопротивления магнитореэистора 1 приводит к появлению напряжения на выходе моста 3.Ог =ВИоВк Ъ (2)где 5. - чувствительность измерительного моста, определяемая соотношением сопротивленийплеч моста,О- напряжение питания моста, бОНапряжение моста Очерез замкнутый ключ 5, управляемяй мультивибратором 8, поступает на интегратор 9,работакщий в режиме аналоговой памяти, где и запоминается. После переключения мультивибратора 8 размыкается ключ 5 и замыкаются ключи б и 7. При этом выходное напряжение моста 3 через делитель 10 напряжения поступает на неинвертирующий диод усилителя 1. На инвертирующий вход усилителя 11 воздействует запоминание напряжения интегратора 9, равное КО, де К 1 - масштабный коэффициент йнтегратора. Выходное напряжение усилителя 11 через прибор 12, балластный резистор 13 и замкнутый ключ 7 под" ключается к потенциальному зажиму катушки 2 подмагничивания.Выходное напряжение моста 3 при одновременном воздействии измеряемой индукции переменного поля Вк и индукции Во подмагничивающего постоянного поля, создаваемого катушкой 2, равноОЗ =5%р(Вх+В о) "(3)Напряжение Уз ослабляется делителем 10 напряжения и сравнивается уси- лителем 11 с выходным напряжением интегратора 9. Разностное напряжение на выходе усилителя 11 при этом равноО 4= Кг - - к, ог)=кгзбооАВк( -к.) фИ 4О Ь где К- коэффициент усиления усилителя 11,и - коэффициент деления делителя 10 напряжения.Под действием напряжения О 4 через прибор 12 и катушку 2 подмагничивания при замкнутом ключе 7 протекает ток. При значении сопротивления резистора 13 многим больше сопротивления катушки 2 имеем Ц 4 Ц 43= - и(5) где В 2 - сопротивление катушки подмагни чи в а ни я,8 З - сопротивление балластного резистора из мангеника.Под действием тока Э создается под-. магничивакщее поде, создающее индук- ию Во=Ко,Я) где К - коэффициент пропорциональ 3ности, зависящий от числавитков и геометрических размеров катушки подмагничивания.Эначение тока, измеряемого прибором 12, определяется из соотношения (5) с учетом выражений (4) и (б)После подстановки имеем уравнение Кпг 1-- 2К ,3КгВРВ,ОК.,1При выборе коэффициента усиления усилителя 1 достаточно большим (К 1000) вторым числом уравнения (7) пренебрегают. Тогда значение измеряемого тока из (7)э=в 11 к,и-йткьх, (8)Кгде К 4: - (ки) - постоянный коэфКфициент пропорциональности. Оустановившееся значение тока измеряется цифровым регистрирующим прибором 12 после прекращения импульсовсброса с задержкой, создаваемой одновибратором 14Время задержки одновибатора 14 выбрано больше постоянной31ремени катушки подмагничивания 2,что позволяет измерять установившеесязначение тока.После следующего переключения муль 2тивибратора 8 ключи 6 и 7 размыкаются, ключ 5 замыкается и одновременноразряжается интегратор 9. После этогоначинается заряд интегратора 9 и циклизмерения пояторяется. Новому значению индукции соответствует другое 2показание прибора 12.Как следует из окончательного выражения (8), значение тока линейнозависит от измеряемойиндукции, несмотря на квадратичный характер преобразовательной характеристики магннторезистора (1). Это позволяет использовать для отсчета индукции стандартный,цифровой прибор.Отсутствие в выражении (8) коэффициента пропорциональности)Ъ, чувствительности 5 моста 3, напряжения питания О источника 4, коэффициентаусиления К 1 усилителя 11 и сопротивления йкатушки подмагничивания 2 исключает влияние нестабильности этихпараметров на результат измерения.Точность измерения определяется восновном стабильностью масштабногокоэффициента К, интегратора 9, коэффициента деления и делителя 10 напряжения и коэффициента пропорциональности, определяемого геометрическими размерами Ккатушки подмагничивания 2,Обеспечение стабильности указанных50величин на постоянном токе не представляет затруднений.Значение коэффициента давления иделителя 10 напряжения выбирается извыражения (8) исходя из чувствитель ности используемого цифрового регистрирующего прибора 12,В предлагаемом измерителе достигают повышение точности измерения индукции переменных магнитных полвй в широком диапазоне частот и обеспечивают воэможность цифрового отсчета и регистрации. Это достигнуто эа счет исключения влияния на результат измерения непостоянства параметров магниторезистора, элементов и режима питания измерительного моста, нестабильности параметров усилителя к других элементов измерительной схеви.Независимость реэультатоа измерения от параметров магниторезисторов позволяет решить вопрос их взаимозаменяемости и исключения трудоемкой операции индивидуальной градуировки измерителя для каждого экземпляра магниторезистора, что дает значительный экономический эффект.Формула .изобретенияУстройство для измерения индукции переменных магнитных полей, содержащее маГниторезистор, помещенный вкатушку. псдмагничивания и включенныйв плечо измерительного моста, триключа, управляющие входы которых подключены к выходам мультивибратора,усилитель и подключенный к нему цифроной регистрирующий прибор, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, внего дополнительно введены интегратор, вход которого через первый ключсоединен с выходом моста,его выходс инвертирующим входом усилителя, делитель напряжения, вход которого че- .рез первый ключ соединен с выходоммоста, его выход - с неинвертирующимвходом усилителя, выход цифрового регистрирующего прибора через второйключ соединен с потенциальным зажимом катушки подмагничивания, одновибратор, вход которого соединен свыходом мультивибратора, а выходсо вторым входом цифрового регистрирующего прибора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кобус А,и гушинский Я. ДатчикиХолла и магниторезисторы. М "Энергия", 1971, с. 2972, Авторское свидетельство СССРР 513332, кл. О 01 В 33/02, 1975.815 б 91 Составитель Е. Данилинаактор Н, Рогулич . Техред М.Голинка КорректорС, Щомак к пис ное ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная фил 1031/77 Тираж ВНИИПИ ГосУДаРств по делам иэобр 113035, Москва, Ж
СмотретьЗаявка
2764621, 10.05.1979
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5988
СКРИПНИК ВИКТОРИЯ ИОСИФОВНА, СКРИПНИК ЮРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ШУЛЯКОВСКИЙ ЕВГЕНИЙ АНДРЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 33/02
Метки: индукциипеременных, магнитных, полей
Опубликовано: 23.03.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-815691-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-indukciiperemennykh-magnitnykh-polejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения индукциипеременных магнитных полей</a>
Предыдущий патент: Устройство для измерения напряжен-ности магнитног поля
Следующий патент: Цифровой измеритель индукции магнит-ного поля
Случайный патент: Патронный фильтр