Устройство для измерения магнитных характеристик ферросердечников

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 16,02,81 (21) 3247994/18-21 (511 М, Кд,з С 01 В 33/12 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 23 Л 932. Бюллетень М 9 35 Дата опубликования описания 23.09,82 гВ.В.Моисеенко, В.К.Новиков и А.М.Поном .Фе 43, сВладимирский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОСЕРДЕЧНИКОВ Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для регистрации динамических петель перемагничивания и измерения мощности потерь нг перемагничивание.Известно устройство для регистрации динамических магнитных характеристик, основанное на интегрирующем стробоскопическом преобразовании периодических сигналов, функционально связанных с индукцией и напряженностью магнитного поля в исследуемомобразце с 1 . Однако это устройство обладает не" достаточной точностью измерения, связанной с фазо-частотной погрешностью интеграторов, а также не по" зволяет непосредственно измерять мощность потерь на перемагничивании.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству. является устройство для определения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов, содержащее задающий генератор, генератор намагничивающих импульсов, исследуемый образец с намагничивающей и измерительной обмотками, стробоскопические сме. сители и фильтры-,усилители каналов измерения индукции и напряженности . поля, интегратор. канала измерения индукции, выпрямитель, интегратор цепи обратной связи, блок вычитания,генераторы медленного и быстрого пи"лообразных напряжений, элемент сравнения и формирователь строб-импуль-сов. В известном устройстве сигналы,пропорциональные значениям напряженности магнитного поля Н(С) производной индукции с)В(Т)/ос в испытуемом образце, подают на вход смесителей, затем на вход фильтров усилителей, с выхода которых снимаюттрансформированные во времени сигналы. На вторые входы смесителей поступает последовательность стробимпульсов, полученная в результатевзаимодействия сигнала с генераторабыстрого пилообразного напряжения исигнала разности напряжений с выхода генератора медленного пилообразного напряжения и с выхода интегратора цепи обратной связи. К выходуустройства подключается двухкоординатный регистрирующий прибор, например самописец, причем сигнал развертки по оси В поступает черезинтегратор канала измерения индук цииОднако вследствие интегрирования сигнала с измерительной обмотки с помощью интегратора, известное устройство также обладает недостаточной точностью измерения, связанной с дрейфом нуля усилителя постоянного 5 тока, составляющему основу интегратора, а также погрешностью, обусловленной неопределенностью начальных условий интегрирования, Кроме того, устройство не позволяет непосредст-10 венно измерять мощность потерь на перемагничивание. Цель изобретения - повышение точности измерения и автоматизация 15процесса измерения мощности потерьна перемагничивание.Эта цель достигается тем, что вустройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, намагничивающую обмотку и калиброванный резистор, последовательно соединенныеизмерительную обмотку, первый стробоскопический преобразователь (со"вокупность стробоскопического смесителя и фильтра-усилителя), выпрямитель и блок вычитания, последовательно соединенные и подключенные к калиброванному резистору второй стробоскопический преобразователь и двухкоординатный регистрирующий прибор,а также генератор линейного развертывающего напряжения, введены преобразователь напряжение-частота,включенный между выходом блока вычитания и вторыми входами обеих стробоскопйческих преобразователей,нуль-орган, подключенный к выходупервого стробоскопического преобразователя, сумматор, входы которого связаны с вторым стробоскопическим преобразователем, преобразователем напряжение-частота и нульорганом, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входамблока вычитания и к первому входугенератора линейного развертывающего напряжения, второй вход которо"го подключен к выходу нуль-органа,а выход - ко второму входу двухкоординатного регистрирующего прибора,На Фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - зпюры напряжений в различных точках схемы.Устройство содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности,исследуемый образец 3 с намагничивающей 4 и измерительной 5 обмотками,калиброванный резистор б, два стробоскопических преобразователя 7 и 8, 60соответственно в каналах измеренияиндукции и напряженности, выпрямитель 9, блОк 10 вычитания, нульорган 11, преобразователь напряжениечастота 12, сумматор 13, двухкоорди натный регистрирующий прибор 14, генератор 15 линейного развертывающегонапряжения и источник 16 опорногонапряжения.В предлагаемом устройстве используется стробоскопическое преобразование сигналов с управляемым шагомсчитывания, причем величина шага считывания изменяется таким образом,чтобы мгновенные значения трансформи(рованного сигнала по индукции эа шагсчитывания изменялись на некоторуюпостоянную величину (фиг.2 а).П 8(+ ) - 1) ( Г;) = С (1)При этом трансформированный сигнал по индукции заменяется линейнымразвертывающим напряжением (фиг.2 г),тем самым устраняется операция интегрирования сигнала с измерительной обмотки, который служит лишьдля управления величиной шага считывания.При услОвии ь 1-ьО (1) можно записать так)с = 1,2,3;ь 1 - шаг считывания входного сигнала;б( 7) - производная трансформированного сигналапо индукции в моменты считывания,откудаьцз(. +. )-в(".) с1)з( 4 е.,р ( .)Таким образом, для обеспечения условия (1) необходимо изменять шаг считывания обратно пропорционально первой производной трансформированного сигнала по индукции, которая пропорцйональна трансформированному сигналу с измерительной рбмотки е т, ( Т) .Устройство работает следующим образом.От задающего генератора 1 через усилитель 2 мощности, намагничивающую обмотку 4 и калиброванный резистор б протекает ток, обеспечивающий перемагничивание образца, 3. С измерительной обмотки 5 и резистора б сигналы поступают на входы стробоскопических преобразователей 7 и 8. С выхода строб"преобразователя 7 трансформированный в низкочастотную область сигнал по индукции е ()тр поступает на выпрямитель 9, затем на блок 10 вычитания, на второй вход которого подается опорное напряжениеот источника 16. Величина Повыбирается из условияЧопрщо(" которое необходимо для обеспечения начального щага считывания ь 1 стробируемых сигналов в моменты равенстН (Т) - мгновенное значениетрансформированногосигнала по напряженности в момент считывания,ва нулю входного сигнала, так, чтобы знаменатель в (2) всегда оставался положительной, не равной нулю величиной. Сигнал с выхода блока 10 вычитания подается на вход преобразователя 12 напряжение-частота, выходная частота которого при отсутствии сигнала на входе выбирается равной частоте сигнала генератора 1,а статическое уравнение преобразования имеет вид 10ь 1)сЬЕпостоянный коэффициентпреобразования;15Од 0 а Ю (С) сигнал на входе преоб-.1разователя (фиг.2 б).С выхода преобразователя 12 импульсы подаются на вторые входы .строб-преОбразователей 7 и 8 (фиг.2 в) 20и таким .образом осуществляется искомое функциональное управление величиной шага считывания ьсогласно (2).Сигнал по напряженности с выхода строб-преобразователя 8 подается на один из входов двухкоординатного регистрирующего прибора 14,на второй вход которого подается сигнал с выхода генератора 15 линейного развертывающего напряжения и спомощью которого осуществляется развертка по оси В. Иоменты равенстванулю сигнала с выхода строб-преобразователя 7 фиксируются нуль-органом 11 и задают направление изменения развертывающего напряжения,а величиной опорного напряжения, подаваемого с источника 16 опорногонапряжения на второй вход генератора 15 развертки, определяется скорость развертки..Измерение мощности потерь наперемагничивание производится сумматором 13 сигнал на первый входкоторого, пропорциональный напряженности поля в образце, подается с выхода строб-преобразователя 8. Мощность потерь, определяемая какР=Н(ц 38(Ца50И0для трансформированного в низкочастотную область сигнала с учетом (1)в конечных приращениях равна 55аОир: Е(3(т):.От н. Поэтому для определения мощности достаточно просуммировать мгновенные значения сигнала по напряженности в моменты считывания, задаваемые преобразователем 12 напряжение-частота на второй вход сумматора 13, за время, равное периоду трансформированного сигнала, которое формируется с помощью сигнала, подаваемого с выхода нуль-органа 11 на третий вход. Этим же сигналом определяется и знак суммирования, т.е. при возрастании линейного развертывающего напряжения от - В до +В (фиг.2 г), значения 1) нф ( 7) суммируются непосредственно, а при умень- шении от +В до -В суммируются инверсные значения. Сигнал на выходе сумматора 13 пропорционален мощности потерь на перемагничивание и может быть измерен вольтметром постоянного тока по окончании цикла измерения.Таким образом, управление величиной шага считывания обРатно пропорционально сигналу в канале индукции с помощью введения преобра,зователя напряжение-частота, а также нуль-органа, источника опорного напряжения и сумматора позволяет исключить интегратор из канала индукции и вносимые им погрешности, заменить трансформированный сигнал по индукции линейным развертывающим напряжением, тем самым обеспечивая минимальную динамическую по" грешность инерционного регистрирующего прибора-самописца, а также автоматизировать процесс измерения мощности потерь, тогда как в известных устройствах для этой цели необходимо производить планиметрирование зарегистрированной петли перемагничивания. гФормула изобретенияУстройство для измерения магнитных характеристик ферросердечников, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, намагничивающую обмотку и калиброванный резистор, последо" вательно соединенные измерительную обмотку, первый стробоскопический преобразователь, выпрямитель и блок вычитания, последовательно соединенные и подключенные к калиброванному резистору второй стробоскопический преобразователь и двухкоординатный регистрирующий прибор, а также генератор линейного развертывающего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и автоматизации процесса измерения мощности. потерь на перемагничивание, в него введеныпреобразователь напряжение-частота,включенный между выходом блока вычитания и вторыми входами обоих стробоскопических преобразователей., нульорган, подключенный к выходу первого стробоскопического преобразователя, сумматор, входы которого связаны с вторым строфоскопическимпреобразователем, преобразователемнапряжение-частота и нуль-органом,источник опорного напряжения, подключенный к вторым входам блока вычитания и к первому входу генератора линейного развертывающего напряжения, второй вход которого подключен к выходу нуль-органа,а выход - к второму входу двухкоординатэ,ного регистрирующего прибора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1, Авторское свидетельство СССР9 555356, кл. 6 01 й 33/14.10 2. Авторское свидетельство СССРВ 658513, кл. С 01 В 33/12.960685 фаа Составитель А Техред Л.ПекаФ с КорректорС.Ше Редактор Н.Пушненко сн филиал ППП Патентф, г. Ужгород, улПроектная Заказ 7269/53 Тираж 717 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш