Преобразователь магнитной индукции в частоту

Союз Соввтсних Социапистичвсних Рвспублин3/02 еудеретванный комитет СССР о делам нааеретеннй н етнрытнйбюллетень сания 3011 ата опубликован ои и Авторызобретенточовы нципииг.2"тройстс присоединением заявки Изобретение относится к электро- измерительной технике и, в частности,. к преобразователям типа "магнитная индукция-частота".Известен .преобразователь "магнит" ная индукция-частота", содержащий каскадно соединенные. фильтр нижних частот, управляемый генератор для воздействия на него измеряемой магнит" ной индукции, смеситель, выход кото" рого соединен с выходом устройства, генератор опорной частоты с выходом, соединенным со вторым входом смесите" ля, выпрямитель положительного полу" периода напряжения и шину питанияпостоянным напряжением 1.1.Однако с помощью этого преобразователя невозможно достигнуть нужной точности, что объясняется разными условиями эксплуатации сердечника, различием параметров и подверженностью сердечников трансформатора изменениям состояния под действием измеряемого магнитного поля. Цель изобретения - и шение ности преобразования.Указанная цель достигается тем, что в преобразователь магнитной индукции в частоту, содержащий пос" ледовательно соединенные фильтр нижних частот, управляемый генератор и смеситель, выход которого соединен с выходом устройства, генератор опор ной частоты, выход которого соединен со вторым входом смесителя, а также выпрямитель положительного полупе" риода напряжения, введены выпрями тель отрицательного полупериода напряжений и сумматор, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а входы - с выходами обоих выпрямителей, входы которых соедине" ны с выходами управляемого генерато" ра.На фиг, 1 представлена при альная схема устройства, на ф временные диаграммы работы ус ва.588593Устройство содержит фильтр 1 нижних частот, состоящий из резистора 2,г араллельна соединенного с ним кон";.ен-атора 3, управляемый генератор 4,аыпалненный на основе схемы магнитопалуправодникавого генератора Роера,бранный на транзисторах 5 и 6 обмотках 7, 8, 9 и 110 трансформатора,в качестве которого используетсяферразонд с одним или двумя сердечниками 11 и 12, смеситель 13. Генератор опорной частоты 14 выполненаналогично управляемому генератору 4.,Выпрямители положительного и отрицательного полупериодов напряжения151 си ",6 выполнены в виде диодов 17 и8 и соединенных с ними конденсаторов 19 и 20, а сумматор 21 выполненюън операционном усилителе ,Устройство работает следующим20образом При наличии одиночного замкнутогоили разомкнутого сердечника, внешнеемагнитное поле приводит к появлению 25широтно-импульсной модуляции колебания генератора 4 при неизменнойастате, то есть па преобразованию(магнитное поле - интервал времени).При включении напряжений питания схемы в силу неодинаковости характеристик транзисторов 5 и 6 ток коллектора одного из них, например, .6, ока;- веется больше, чем ток другого.сгда напряжение наводимое в пер 35алчной обмотке 7 трансформатора бу;т способствовать увеличению токатр:нэистара 6 и уменьшению тока транзист.аа 5, чта вызовет появление набазовых (первичных)обмотках трансфор 4 Оматарав соответственна открывающегоггпирающего напряжения. Зто приводи; к дальнейшему росту тока транзистора Ь и уменьшению тока транзистора 5, в результате транзистор 6 пол 45ностью открывается, а транзистор 5закрывается, благодаря чему происхо-.дит насыщение и отсечка соответственно. За время, в течение которого транзистор 6 находится в режиме насыщения, происходит перемагницивание сердечника 11 трансформатора из состоягия - В 5 в состояние + Вб где 85 индукция, соответствующая насыщениюсердечника, при этом на обмотке 7трансформатора индукцируется ЗДС,55благодаря которой происходит перемагничивание сердечника трансформатора в противоположном направлении. 9 4При достижении сердечником 12 состояния + В ЗДС, наводимая в базовой (первичной) обмотке резко падает.Ток транзистора 6 уменьшается. ЗДС наводимая в первичной обмотке трансформатора, также начинает уменьшаться, способствуя дальнейшему уменьшению тока транзистора 6 и увеличению тока транзистора 5, В результате лавинообразного процесса транзистор 6 закрывается, а транзистор 5 открывается, что приводит к изменению направлений перемагницивания сердечников 11 и 12 трансформаторов, Далее процессы в схеме повторяются. Действие измеряемого магнитного поля приводит к уменьшению времени перемагничивания сердечников 11 и 12, таким образом происходит увеличение рабочей частоты преобразователя, При изменении значения индукции измеряемого магнитного поля, изменится частота выходного сигнала управляемого генератора 4 и одновременно с этим произойдет смещение нулей линии этого напряжения за счет четных гармоник (фиг. 2 и), однако при неизменнойтемпературе сумма напряжений, получаемых с помощью диодов 17 и 18 и конденсаторов 19 и 20, выпрямителей 15 и 16 останется также неизменной,что и должно наблюдаться при отсутствии возмущающих воздействий. Зто суммарное напряжение совместно с напряжением литания устройства через сумматор 21 и фильтр 1 нижних частот подводится ко входу генератора 4, что способствует стабилизации его начальной частоты,При изменении температуры или других возмущающих воздействий (дестабилизирующих факторов)суммарное напряжение на конденсаторах 19 и 20 также изменится вследствие изменения индукции насыщения в сердечниках 11 и 12 ферроэондов управляющего генератора 4 (фиг. 2 б). Зто изменение через сумматор 21, собранный на операционном усилителе 22 фильтр 1, резистор 2 и конденсатор 3 - передают на вход управляемого генератора 4, что приводит к восстановлению требуемого значения начальной частоты управляемого генератора 4.Закон переключения транзисторов мультивибратара,на основе которого собран управляемый магнитным полем генератор .4 показан на фиг. 2 б, При прямоугольном законе перемагничива885939 6ископаемых, например, с помощью спутиноковых систем и в других областях позволит повысить точность преобразования магнитного поля и эквивалентный параметр " частоту, что повысит точность съема измеряемых параметров ориентировочно на 5-104. формула изобретения 5ния индукция в сердечниках 11 и 12 феррозонда нарастает по линейному закону до уровня насыщения (фиг.2 б) после чего дальнейший рост индукции не происходит, Во вторичной обмотке феррозонда индуктируется напряжение, показанное на фиг. 2 в. Выпрямляя отдельно положительную полуволну (фиг. 2 г), отрицательную полуволну (фиг, 2 д), а затем суммируя их,получим 10 результирующее напряжение (фиг. 2 е), которое через фильтр 1 подается для питания управляющего генератора 4, Бсли в результате воздействия дестабилизирующих факторов изменяется уро з вень индукции насыщения, как изображе но пунктиром на фиг, 26, то вследст" вие этого изменится и суммарный сиг" нал(фиг. 2 е), причем так, что при использовании его в качестве напряже- " ния питания управляемого генератора 4 начальная частота его остается неизменной,что и нужно для исключения погрешности от температуры и других возмущающих воздействий. При отсутствии воз" и мущений под действием только магнитного поля произойдет смещение нулевой линии (фиг, 2 и), при котором уровни положительного и отрицательного полупериодов станут неравными между собой, но сумма этих уровней сохранится.Использование преобразователя "магнитное поле - частота" при дефектоскопии в электросварке, литейном производстве, разведке полезных Преобразователь магнитной индукции в частоту, содержащий последа" вательно соединенные фильтр нижних частот, управляемый генератор и смеситель, выход которого соединен с выходом устройства, генератор опорной частоты, выход которого соединен со вторым входом смесителя, а также ,выпрямитель положительного полупериода напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя в него введены выпрямитель отрицательного полупериода напряжений и сумматор, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а входы - с выходами обо" их выпрямителей, входы которых соединены с выходом управляемого генератора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Семенов Н.И., Яковлев Н.И. Цифровые феррозондовые магнитометры. Л., "Энергия", 1978, с. 71-72885939 фиг. Составитель Е.Дан Техред А.Бабинец Редактор И.Тыкей ректор Г,Решетник 10537/67 ВНИИПИ Государс по делам изобр 113035, Москва, Тираж 735венного комитета тений и открытий Ж, Раушская н к одоисное д ч/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектна