Устройство для измерения индукции переменного магнитного поля

СНИХСНИХ ОЮЭ СОВОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛ 59 601 Р 33 ПИСА БР ЕЛЬСТВУ АВТОРСНОМс 1 э инц Магнитоприборы972,и др атели гия",ельств3/00,СС 73 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯИНДУКПИИ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯсодержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, преобразователь Холла, широкополосный усилитель, выход которогоподключен к входам первого и второгоключей, вторые Входы которых соединены с вторым выходом генератора прямоугольных импульсов, а также регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е;е с я тем, что, с целью повышенияточности измерений,.в него введенысчетно-решающий блок, два управля".емых блока запоминания, третий ключи блок задержки, причем первый ивторой входы счетно-решающего блокаподсоединены соответственно к выходам первого и второго ключей, первый;,и второй выходы - соответственно квходам первого, и второго управляемыхблоков запоминания, а выходы последних - к третьему и .четвертому входамсчетно-решающего блока, третий выходкоторого через третий ключ связан свходом регистрирующего блока вторыевходы управляемых блоков запоминаниясоединены с вторым выходом генераторапрямоугольных импульсов непосредствеино, а второй вход третьего ключачерез блок задержки.Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначается для измерений магнитной индукции переменного магнитного поля в широком диапазоне частот с повышенной точностью. Оно может быть использовано при точечных измерениях магнитной индукции переменного магнитного поля.Известны устройства для измерения индукции переменного магнитного поля, И содержащие преобразователь .Холла, источник переменного тока, избирательный усилитель по несущей частоте, фазовый детектор, фильтр и регнстрирующее устройство Я . 15В устройстве для уйеньшения влияния индукционных наводок со стороны измеряемого магнитного поля используется питание преобразователя Холла от источника переменного тока, 2 О частота которого выбирается примерно на порядок выше частоты измеряемой магнитной индукции. Однако значительное увеличение частоты тока возбуждения для . повышения верхней граничной частоты 25 устройства приводит к возникновению вихревых токов в преобразователе Холла, которые дополнительно нагревают преобразователь; и как следствие. изменяют его основные характеристики.зОНаиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения индукции переменного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, преобразователь Холла, широкополосный усилитель, выход которого подключен к входам первого и второго ключей вторые входы котЬрых соединены с вторым выходом генератора прямоугольных импульсов, сумматор, выпрямители с фильтрами нижних частот, а такжерегистратор Я ,.Сущность работы устройства по снижению индукционной наводки заключается в алгебраическом вычитании (компенсации) в сумматоре двух напряжений; однако О = О + О, обусловленное суммой напряжений Холла и напряжения индукционных наводок на преобразователь Холла, другое, обус" ловленное только напряжением индукционных наводок на преобразователь . Холла , таким образом, известное Ы устройство позволяет в выходном сиг, нале скомпенсировать напряжение индукционных наводок, т.е. обеспечивает расширение частотного диапазона и увеличение точности. Однако при дальнейшем увеличении частоты появляется погрешность недокомпенсациииндукционной наводки, Эта погрешность обусловлена наличием фазовогосдвига 11/2 между полезным сигналоми напряжением индукционных наводоки возрастает с увеличением частотыизмеряемого поля,Цель изобретения - повышение точ"ности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измеренияиндукции переменного магнитногополя, содержащее последовательносоединенные генератор прямоугольныхимпульсов, преобразователь Холла,широкополосный усилитель, выход ко.торого подключен к входам первого и второго ключей, вторые входы кото рых соединены с вторым выходом генератора прямоугольных импульсов, атакже регистрирующий блок., дополни-,тельно введены счетно-решающий блок,два управляемых блока запоминания,третий ключ и блок задержки, причемпервый и второй входы счетно-решающегобл:ка подсоединены соответственно квыходам первого и второго ключей,первый и второй выходы - соответственно к входампервого и второго управляемых блоков запоминания, а выходы последних - к третьему и четвертому входам счетно-решающего блока, третий выход которого через третий ключ связан с входом регистрирующего блока, вторые входы управляемых блоков запоминания соединены с вторым выходом генератора прямоугольных импульсов непосредственно, а второйвход третьего ключа - через блокзадержки,На фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 -временные диаграммы,1Устройство для измерения индукциипеременного магнитного поля, содержит последовательно соединенныегенератор 1 прямоугольных импульсов,преобразователь 2 Холла, широкополосный усилитель 3, выход которого подключен к входам первого и второго ключей 4 и 5, вторые входы которых соединены с вторым, выходом генератора 1 прямоугольных импульсов, .регистрирующий блок 6, счетно-решающий блок 7, первый,и второй управляемыеИз этой разности блоком 17 извлекает-,ся квадратный корень, в результатечего на выходе блока 17 формируетсязначение напряжения1 5О К 1 О х щ= ". "С 1 Впюх тгпропорциональное только измеРяемоймагнитной индукции (фиг 2 з). Поокончании переходного процесса к вы1 Оходу "ж" счетно-решающего блока 7(к выходу блока 17) третьим ключом10, управляемым от генератора 1прямоугольных импульсов, черезблок 11 задержки подключается регистрирующий блок .6, Время задержки блока 15задержки выбирается из условиял лб 3, где 6 д - время переходногопроцесса, определенное необходимойточностью; с " время задержки блокал11 задержки, Регистрирующий блок 6л л лподключается на время с = с-(фиг. 2 и). Таким образом, управлениепреобразователя 2 Холла генератором 1прямоугольных импульсов тока позволяетполучить на выходах подключенных к25широкополосному усилителю 3 противофазноуправляемых от генератора 1 ключей 4 и 5 сигналы, один из которыхпропорционален сумме напряжений индукционных наводок и напряжения Холла, ЗОвторой ". только напряжению индукционных наводок. Использование счетнорешающего блока 7, имеющего четыревхода и три выхода, двух управляемыхблоков 8 и 9 позволяет осуществить 35точное вычитание индукционной наводки с учетом ее фазового сдвига относительно полезного сигнала (напряжения Холла), т.е. повысить точ-.ность. Благодаря наличйю управления 40(сброса) блоками 8 и 9 в средствеизмерений обеспечивается возможностьизмерения изменяющегося значения индукции переменного магнитного поля,Блоки 8 и 9 обеспечивают появлениека входах сумматора 16 одновременнодвух сигналов, что необходимо длявычитания сумматором 16 индукционнойнаводки из суммарного сигнала. Однакоиспользование обычных неуправляемых 50запоминающих устройств хотя и обеспе. чиваетодновременное появление навходах сумматора 16 двух сигналов,.но не позволяет использовать средствоизмерений изменяющихся значений магнитной индукции, что в принципе не . пригодно для средств измерений переменной магнитной индукции. Быстродействие средств измерений при прочих равных условиях зависит от частоты следования импульсов тока управления, "сбрасывающих" блоки запоминания и увеличивается с увеличением частоты следования . Подключение ключом 10, управляемым через блок 11 задержки от генератора 1 прямоугольных импульсов, регистрирующего блока 6 к выходу блока 17, позволяет исключить погрешность, вызванную переходными процессами в средстве измерений, т.е, увеличить точность. измерений Это обусловлено тем, что сигнал на выходе управляемых блоков 8 и 9 устанавливается не мгновенно, а через некоторый промежуток времени. Следовательно, каждый раз в начальный мо-.мент времени - от момента появленияимпульса тока управления, поступающего от генератора 1 прямЬугольныхимпульсов, до окончания переходного процесса - в выходном сигнале всехузлов, в том числе блоков 8 и 9 исчетно-решающего блока 7 присутствуетложный сигнал, обусловленный переходным процессом, который может привести к существенной погрешности измерения (к снижению точности). Поэтому на выходе .счетно-решающего блока 7 сигнал пропорционален измеряемой магнитной индукции не в течение всего промежутка времени (периода импульсов тока управления, т,е, периода генератора прямоугольных импульсов), а толькопосле окончания переходного процесса,И, следовательно, непосредственноеподключение регчстрирующего блока 6к выходу счетно-решающего блока 7(к выходу блока 17) приведет к существенному искажению результатов измерений. Поэтому в предлагаемоМ устройстве регистрирующий блок 6 подключается только после окончания перехоДного процесса, что осуществляется ключом 10, управляемым от генератора 1 прямоугольных импульсов через блок 11 задержки. Время задержкиэтого блока устанавливается равным (или больше) длительности переходного процесса.Таким образом, исключение влияния переходного процесса на результаты измерений путем введения дополнитель" ного ключа 10 и блока 11 задержки,подключенных к генератору 1 прямоугольных импульсов способствует повышению точности.1128205 Составитель М. Клыковаедактор С. Патрушева ТехредС.Легеза орректор О. Тигор ираж Заказ 9024/3 одписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/ ал ППП "Патент", г. Уагород роектная, 4 Таким образом, предлагаемое устройство благодаря использованию включенных указанным образом перечисленных узлов, позволяет повысить точность измерений индукции переменногомагнитного поля.