Способ измерения импульсных магнитных полей

1ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социал истицеских Республик(61) Зависимое о свидетельств 22) Заявлено 10.06,68(21) 1248094/2 1) М 01 ением заявки %с присо Государственный кометеСнавта Инннстров СССРпо делам нзовретеннйн открытей 32) Прио УДК 62 1. 31 7,42) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬС МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ с и Изобрететельной техни Известнымагнитных п ени исходнь. мальных амплитуд отрицательной части импульсов, наведенных в датчике. Все формы напряжений (см. фиг. 2 а-е) построены в одних и тех же масштабах напряжения и времени, кроме масштаба напряжения; отрицатеньной части входных импулйсой Ц, приведенных на фиг. 2 б, г, который увеличен в 3 раза из-за доволь- но низкого уровня этой части импульсов.фиг. 2 а, б, д соответствуют большей амплитуде исходного напряжения вх д1фиг.2 в, г, е - меньшей амплитуде ОВХСущность описываемого способа заключаетси в следующем.При исследовании импульсных магнитных полей таких объектов, как обмотки якорей электрических мешин, полюсные катушки и т. н., с помощью индукциоиного датчика с магнитопроводом, имеющим воздушный зазор, в датчике, отключенном от измерительной схемы, наводятся импульсы,ом дат ци лем.Цель изобретении зований импульсов с кой от электростатич измеряемого поля.Это достигается т рабочую часть импуль бра - упрощение пдновременной ской составляю тройй 10 ем, что расширяют н сов исходной э. д. с ого рабочего пика пу юсле окончания пе 20 тносится к области измеря способы измерения импульснь олей путем расширения во вретх импульсов э. д. с, в индукчике с транзисторным усилитетем амплитудно-временного преобразовании указанной части импульсов, при котором пе реход эмиттер - база транзистора включают в проводящем направлении для нерабочей части импульсов и измеряют импульсы на выходе транзистора.На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая описываемый способ; на фиг. 2 - формы им. пульсного напряжения на элементах схемы; на фиг. 3 - зависимость длительности нм а выходе схемы от максиМасти и возрастания затухания паразитныхколебаний на хвосте.Несмотря на резкое уменьшение амплитуды отрицательной части входного импульсаЩ величина входного тока достаточна дла(см. фиг. 2 д, е), что объяснаетса работойтранзистора 2 в режиме насыщения. Длитель, нос ц, выходных импульсов Ц (см фиг.ВЬ 1 х2 д е) равна длительности отрицательнойчасти входных импульсов О (см, фиг.26, г), Положительнаа часть входных имггульсов запирает транзистор,Таким образом, на выходе схемы (см.фиг, 1) образуются импульсы О (см.6 Ыфиг. 2 д, е) с формой, близкой к прямоугольной, с неизменной амплитудой, длительностькоторых соответствует длительности входных импульсов 3 (см. фиг. 2 б, г).6 ХПо сравнению с длительностью отрицательной части исходных импульсовОх, (см. фиг.2 а, в) длительность выходныхимпульсов 3 (см. фиг. 2 д, е) увеличиваетса в несколько раз. Так при длительности исходных импульсов, равной, 90 мксек, и амплитуде их отрицательной1 части, равной 10 в, длительность выходныхимпульсов составляет 800 мксек (см. фиг.3), т. е, длительность увеличилась почтив 9 раз.Зкспериментально установлена практически линейная зависимость длительностивыходных импульсов ОО,Х от амплитудыотрицательной части импульсов, наведенныхв индукционном датчике, отключенном отсхемы расширителя (см. фиг. 3). Зависимость, приведеннаа на фиг, 3, построенадля транзистора типа П 14, работающего синдукционным датчиком, имеющим 300 вит,ков провода ПЭЛ-О,2, намота 2 нных на магнитопровод сечением 0,5 см с воздушнымзазором 1 мм.Объектом импульсных испытаний явля;ется полюсная катушка тягового двигателя,Линейный участок атой зависимости дляукаэанных параметров схемы начинается самплитуды порядка 2 В , Верхний предел,амплитуды напряжения лимитирован допустимым напряжением для входа транэисторав имеющие, кроме положительной частиФ еще и отрицательную часть на хвосте.Кроме того, из-за наличия паразитных; емкостей на хвостовой части импульса возникают высокочастотные наложенные 5 паразитные колебанггя. Площадь основной положительной части импульса равна пло щади его отрицательной частгг,Эго следует из того, что, являясь." по существу вторичной обмоткой трансформатора, ин О дукционный датчик не может иметь постоянное напряжение в иыпульсе лкбой формы,При непосредственной подаче наведенно-, го в индукционном датчике 1 с железнымшш ферритовым сердечником с воздушным ;15 зазором (см. фиг, 1) импульсного напряже-, ния, одпэ из возможных форм которого нривецеп: - , гга фиг, 2 а пли (то же, но меньшей аг.ггглптуды) па фпг. 2 в, на вход транзистора, 2 тыа П 14 фррма исходного импульсного,2 О ггаггр;и:сеггггя резко изменяется.1":.ли исходый импульс для его отрицательиой : сти подается в проводящем направлегппг на вход транзистора, то амплитуда отрицательггой части уменьшается, дли-5 те гьггос г ь о грицательпой части увеличивается, ггаразггтггые колебания на хвосте уменьшаютсч, форма первого положительного пика исходного импульса практически не изменяется, ЗОНовый сформированный импульс с удлиненпой отрицательной частью показан на фиг, 2 б илп (для меньшей амплитуды исходного импульса) на фиг, 2 г.Уменьшеш.е амплитуды отрицательной ЗБ ча "ги исходных импульсов объясняется возрастаппем затуханич паразитных колебаний и увеличением тока в цепи индукционного ггаг чигса из-за низкого входного сопротивления граизистора в прчмом направлении,40 т. е, здесь используется свойство входного дипа; пгческого сопротивления транзистора.Амплитуда и форма первого положительного пика исходных импульсов остаются практически неизменной, так как для него 46 входное сопротивление транзистора велико и подается в пепроводящем направлении.Увеличение длительности отрицательнойчасГи походных импульсов происходит в связи с сохранением равенства плошадей 5 О : ,положительной и отрицательной часТей новыхсформированных импульсов.Таким образом длительность отрицатель ной части исходных импульсов при подаче их непосредственно на вход транзистора с указанной полярпостью увеличиваетса за счет уменьшения амплитуды отрицательной5Уровень выходного импульсаЬИХ . (см. фиг. 2 д, е) достигает 10-15 в (при соответствуюшем выборе значений коллект орного резистора 3 и величищ 1 напряжения источника питания 4) прн сравнительно низком уровне напряжения отрицательной части входных импульсов Ц (см. , фиг. 26, в) порядка 0,2 0,3 в. Амплитуда отрицательной части входных импульсовмало зависит от амплитуды стрицаЭХ1 тельной части исходных импульсов Так при изменении амплитуд отрицательной части исходных импульсов ЦотВХ 2 до 10 вамплитуда отрицательной части входных импульсов Ц изменяЕХ ется соответственно от 0,25-, до 0,3 в.Для индикации измечения длительности выходных импульсов Ц можно прим 4 нять, например, последовательную цепочку:электролнтический конденсатор - измерительный прибор магнитозлектрической системы, включенную параллельно коллекторнамурезистору 3. (см. фиг. 1). Таким образом, для осушествленияпредложенного способа измерения импульсных магнитных полей требуется довольно простое, надежное и дешевое устройство.П р е д м е т изобретения1 в, Способ измерения импульсных магнитных полей путем, расширения во времени, исходных импульсовз. д, с, в индукционномдатчике с транзисторным усилителем,отличающийся тем, -:тсцелью упрощения преобразований пмпу ьс одновременной отстрсйкой ст глстатической составляющей измеря;.ля, расширяют нерабсчую часть н;:1 л .исходной э, д. с, после окон .еннч лепьог. З рабочего пика путем амплитуднс-ь:.:.,:, иного преобразования указаннойсовпри котором череход эмпт ы.:л;:транзистора включают в проводная,: .вправлении для нерабочей части :имрчь: о.;.и измеряют импульсы па выхсде трап; нстора..1 И Нио делам изобретений и о Москва, 3035, Раушская вета Министров СССР крытнйаб., 4