Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) ЯО и 1) 4(51) С 01 К 33/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 2) 3590334/24- 13.05.83 15 А 2.85. Б К.К.Барахни 621. 31.7. 44 1, Ширер Л льных магн аучных иссл дву- налокит. Нф 6 н и В е Я е Шифри 088.8) 2) 3) ект(56)стабдля1961 лучение очек олей. Прибор ий. Т.32, Р тных едо азцовая меработающая ввиях. "ГеофиЛ. "Недра" ый В.Д. Об ндукции, р нитных усл паратура", тип) . 2. Ломаагннтнойложных ма зическая а 1977 (прот,тами ИЛции, делфициент ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, содерочую катушку магнитной иноследовательно соединенныепреобразователь, усифазовый детектор, опорныйкатушку обратной связи,а ю щ е е с я тем, что,овышения точности создания ого магнитного поля , оно тельно снабжено. электроннымитрехкомпонентной катушкой ции, запоминающими блоками, вательно соединенными ающим генератором, кольцетчиком и логическими элемен- И, источником токов компенсаителем с переменным коэфом деления и резистором, а рабоиая катушка магнитной индукции икатушка обратной связи снабженымя ортогонально расположенными агичными катушками, резистор через последовательно соединенные элронине ключи и запоминающие блокисоединен с входами рабочей катушкимагнитной индукции и одновременночерез обмотки катушек обратнойсвязи с выходами соответствующихэлектронных ключей, первые входыкоторых соединены с выходом фазовогодетектора, второй вход последнегочерез делитель с переменным коэффициентом деления соединен с опорнымгенератором, обмотки трехкомпонентной катушки компенсации через своиэлектронные ключи соединены свыходами источника токов компенсации, при этом вторые входы электронных ключей трехкомпонентной рабочейкатушки и электронных ключей катушки обратной связи соединены с соответствующими выходами кольцевогосчетчика, а вторые входы электройных ключей катушки компенсации соединены с соответствующими выходамилогических элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, при этом магнитныеоси обмоток соответствующих компонент рабочей катушки, катушки компенсации и катушки, обратной связипараллельны.Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для компенсации вариаций магнитной индукции в составе образцовых средств измерений, предназначенных для поверки приборов и мер магнитной индукции.Известно устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, содержащее рабочую катушку магнитной индукции, Фазовый детектор, кван- . О товый преобразователь с усилителем, опорный генератор, катушку обратной связи 11.Недостатком этого устройства является невозможность осуществления компенсации вариаций по трем компонентам магнитной индукции и низкая точность компенсации вариаций, обусловленная влиянием ортогональных компонентов. 20Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, которое содержит рабочую катушку магнитной индукции, последовательно соединенные квантовый преобразователь, усилитель и фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи. Рабочая катушка магнитной индукции соединена последовательно с катушкой обратной связи и выходом фазового детектора, на один ,из входов которого подключен квантовый преобразователь с усилителем,а другой вход Фазового детектора соединен с опорным генераторомГ 23.Недостатком этого устройства является низкая точность, так как не учитывается пространственное положение вектора магнитной индукции.40Целью изобретения является повышение точности создания эталонного магнитного поля за счет компенсации вариаций поперечных компонент магнит-ной индукции.Цель достигается тем, что устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, содержащее рабочую ка - тушку магнитной индукции, последова тельно соединенные квантовый преоб,разователь, усилитель и Фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи, дополнительноснабжено электронными ключами, трех компонентной катушкой компенсации, запоминающими блоками, последовательно соединенными времязадающим генератором, кольцевым счетчиком и логи= ческими элементами ИЛИ, источником токов компенсации, делителем с пере - менным коэффициентом деления и резистором, а рабочая катушка магнитной индукции и катушка обратной связи снабжены двумя артогонально расположенными аналогичными катушками, резистор через. последовательно соединенные электронные ключи и запоминающие блоки соединен с входами рабочей катушки магнитной индукции и одновременно через обмотки катушек обратной связи с выходами соответствующих электронных ключей, первые входы которых соединены с выходом фазового детектора, второй вход последнего через делитель с переменным коэффициентом деления соединен с опорным генератором, обмотки трехкомпо- нентной катушки компенсации через свои электронные ключи соединены с выходами источника токов компенсации, при этом вторые входы электронных ключей треххомпонентной рабочей катушки и электронных ключей катушки обратной связа соединены с соответствующи-,ми выходами кольцевого счетчика, а вторые входы электронных ключей катушки компенсации соединены с соответствующими выходами логических элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, при этом магнитные оси обмоток соответствующих компонент ра-, бочей катушки, катушки компенсации и катушки обратной связи параллельны,.На чертеже изображена функциональная схема устройства,Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции содержит рабочую катушку 1 магнитной индукции, Фазовый детектор 2, квантовый преобразователь 3 с усилителем 4, катушку 5 обратной связи, трехкомпонентную катушку компенсации 6, три электронных ключа 7-13 катушки компенсации, три электронных ключа 8-1-8-3 катушки 5 обратной связи, три электронных ключа 9-1-9 - 3 рабочей катушкитри запоминающих блока 10-1-10-3, три логических элемента ИЛИ 11"1-11"3 кольцевой счетчик 12, времязадающийгенератор 13, источник токов компенсации 14, делитель 15 с переменным3 114006коэффициентом деления, резистор 16,опорный генератор 17, при этом рабочая катушка 1 магнитной индукциии катушка 5 обратной связи выполнены/трехкомпонентными,Трехкомпонентная катушка компенсации 6 подключена к источнику токовкомпенсации 14 через электронные ключи 7-1-7-3. Управляющие входы клю"чей 7-1-7-3 соединены с выходом состветствующих логических элементовИЛИ 11-1-11-3. Входы логических элементов 11;1-11-3 подключены к выходамкольцевого счетчика 12, вход которого соединен с времязадающим генератором 13. Параллельно к выходам кольцевого счетчика 12 подключены соответствующие входы электронных ключей 8-1-8-3 катушки обратной связи 5.Электронные ключи 8-1.-8-3 соединяют20выход фазового детектора 2 с тремяобмотками катушек обратной связи 5и последовательно соединенными сними резистором 16. Резистор 16 через соответствующие электронные ключи 9-1-9-3 рабочей катушки 1 и запоминающие блоки 10-1-10-3 соединен стремя обмотками рабочей катушки 1.К одном. из входов фазового детектора 2 подключен выход квантовогопреобразователя 3 с усилителем 4,а к другЬму входу через делитель 15с переменным коэффициентом деленияподключен опорный генератор 17.Управляющий вход делителя 15 с пере.менным коэффициентом деления соединенс выходом логического элементаИЛИ 11-1. Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции работает сле дующим образом.Обмотки, соответствующие компонентам магнитной индукции трехкомпонентной катушки компенсации 6, поочередно отключаются от источника токов 45компенсации 14 посредством трехэлектронных ключей 7-1-7-3, управляемьи через логические элементыИЛИ:11-.1-11-3 кольцевым счетчиком 12,меняющим состояния под действием импульсов времязадающего генератора 13.Одновременно с помощью трех ключей8-1-8-3, управляемых от кольцевогосчетчика 12, выход фазового детектора 2 подключается к одной из обмоток .катушки обратной связи 5, которыесоединены с резистором 16. Напряжениес резистора 16, пропорциональное при 7 4ращению одной из компонент магнитной ,индукции, поступает через один из ключей 9-1-9-3 на соответствующие запоминакнцие блоки 10-11-10-3. Рабочая катушка 1 магнитной индукции преобразует выходное йапряжение запоминающих блоков 10-1-10-3 в магнитную индукцию, равную и противоположно-направленную приращениям (вариациям) компонент магнитной индукции,В любой момент времени устройство для компенсации вариаций магнитной индукции находится в одном из трех устойчивых состояний, смена которых определяется частотой времязадающего генератора 13.В любом устойчивом состоянии одновременно включены: две компонен:ты катушки компенсации 6 - к источнику токов компенсации 14, ортогональная им компонента катушки обратной связи 5 - к выходу фазового детектора 2, параллельно ей ориентированная компонента рабочей катушки 1 магнитной индукции, вместе со своим запоминающим блоком . - к резисто - ру 16. Остальные две компоненты рабочей катушки 1 магнитной индукции со своими запоминающими блоками отключены отрезистора 16. Все остальные компоненты катушек отключены.При переходе к следующему устойчивому состоянию одна из включенных ранее компонент катушки компенсации 6 отключается, а ранее выключенная компонента катушки компенсации 6 подключается к источнику тока компенсации 14. Одновременно, вместо ранее включенных компонент катушки обратной связи 5 и рабочей катушки 1 магнитной индукции со своим запоминающим блоком, подключаются одноименные компоненты катушки, ориентированные перпендикулярно вновь образованной паре компонент катушек компенсации 6. При этом компонента рабочей катушки 1 подключается к резистору 16 вместе со своим запоминающим блоком. Компонента рабочей катушки 1, подключенная в предыдущем устойчивом состоянии вместе со своим запоминающим блоком к резистору 16, отключается от последнего, Третья компонента рабочей катушки остается подключенной к своему запоминающему блоку. Все остальныекомпоненты катушек отключены. Далее процесс повторяется.В результате рассмотренной последовательности включения и отключения компонент катушек в каждом ус тойчивом состоянии в объеме квантового первичного преобразователя 3 нескомпенсированной оказывается только составляющая магнитной индукции, соответствующая направлению ориен- О тации компоненты катушки обратной связи 5, подключенной в данный момент к выходу Фазового детектора 2. Ток В цепи обмотки этой катушки, пропорциональный вариациям нескомпенсированной составляющей магнитной индукции, протекает по резистору 16. Напряжение с резистора 16 подается через ключи 9-1-9-3 и запоминающие блоки 10-1-10-3 на компоненту рабочей катушки 1 магнитной индукции, также ориентированную вдоль нескомпенсированной составляющей магнитной индукции. Рабочая катушка 1 магнитной индукции преобразует выходное нанряжения запоминающего блока 10-1-10-3 в магнитную индукцию равную и противоположно направленную приращению значения данной составляющей.После отключения соответствующе 30 го запоминающего блока от резистора 16, оно поддерживает с помощью рабочей катушки 1 магнитной индукции (в ее рабочем объеме) установленный уровень данной составляющей магнитной индукции в течение еще двух следующих устойчивых состояний - до очередного его подключения к резистору 16. Компенсация вариаций остальных двух составляющих происходит аналогично.Недостатками прототипа является невозможность компенсации магнитной индукции по трем составляющим, что не позволяет испольэовать его для поверки трехкомпонентных приборов и низкая точность 0,017. Применение предлагаемого устройства в составе поверочной установки для приборов и мер магнитной индукции позволит использовать ее для поверки трехкомпонентных приборов, что расширит.функциональные возможности установки. Применение устройства в составе поверочной. установки для приборов и мер магнитной индукции позволит повысить точность воспроизведения магнитной индукции в области слабых магнитных полей (меньше 10 Т) в среднем в 20 раз по сравнению с прототипом.1140067 Составитель В.Шульгинактор И.Тонтон Техред М.Надь Корректор Л.Пилипенко ак писное а СССР аб., д. 4 ал ППП "Патент", г. Уатород, ул. Проектн 258/35 Тираа 748ВНИИПИ Государственн но делам иэобрегений 1,3035, Москва, Ж.5 о комите открытийРаушская