Способ поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля и устройство для его осуществления

) (Н) 2 3 (501 Е ДСТВ ИЗМЕРЕПЕРЕМЕННОГОЯСТВО ДЛЯ ЕГО средств из ции переменном воспроизвеи одного уровбратно прона фиксирован- измерений поЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2754923/21,кл. С 01 й 33/02, 19792Геофизическая аппаратура. Сборник. Л "Недра", вып.69, 1979,с.18-31.(54) СПОСОБ ПОВЕРКИ СРНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИМАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОСУЦЕСТВЛЕНИЯ,(57) . 1. Способ поверкмерений магнитной индуго магнитного поля путдения магнитной индукцня или в зависимости,порциональной частоте,ных частотах диапазона веряемого средства измерений, регист рации его выходного напряжения и нор мирования, отличающийся. тем, что,с целью повышения производи тельности поверки, при воспроизведении магнитной индукции переменного магнитного поля одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, непрерывно изменяют по закону геометрической прогрессии его частоту, сравнивают выходное напря,жение поверяемого средства измере, ний с нормированным для него уровнем порога напряжения и по обе стороны от него с дополнительными уровнями, выраженными в виде нормированного ряда.п огрешностей, формируют из результатов сравнений цифровые коды с последующей фиксацией их на каждом периоде переменного магнитного поля и преобразуют зафиксированные коды в удобную для наблюдения или регистрации форму.102326 1 10 5 20 25 Ю 2. Устройство для осуществления способа по и.1, содержащее меру магнитной индукции с компенсатором помех медленных и быстрых вариаций, подключенный к ней источник с измерителем переменного тока и регистрирующий прибор,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности поверки, оно снаб. жено последовательно соединенным блоком пороговых уровней, блоком сравнений, преобразователем сравнений в циФровой код и запоминающим бло 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки средств измерений магнитной индукции переменногомагнитного полч в инфразвуковом извуковом диапазонам частот.Известен способ для поверкисредств измерений магнитной индукциипеременного магнитного поля, основан.ный на компенсациивнешних магнитныхпомех, воспроизведения магнитнойиндукции переменного магнитного. полодного уровня или в зависимости,обратно пропорциональной частоте, нафиксированных частотах диапазонаизмерений поверяемого средства измерений, регистрациивыходного напряжения поверяемого средства измерений и нормировании 1 .Однако производительность поверки его недостаточна.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее мерумагнитной индукции с компенсаторомпомех медленных и быстрых вариаций,источник переменного тока с измерителем имногоканальный самописец 2.Однако данное устройство характеризуется недостаточной производительностью поверки средств измерений магнитной индукции переменногомагнитного црпя,Цель изобретения - повышение производительности поверни,Указанная цель достигается тем,что согласно способу поверки средств ком, а также блоком управленияприэтом второй вход блока сравненийсоединен с поверяемым средствомизмерений, выход запоминающего блокас регистрирующим прибором, второйи третий входы запоминающего блокаподключены к первому выходу блокауправления и ко второму выходу источника с измерителем переменноготока соответственно, а второй выходблока управления - ко входу источника с измерителем переменноготока,2измерений магнитной индукции переменнога магнитного поля путем воспроиз"ведения магнитной индукции одногоуровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, на фиксированных частотах диапазона измерений поверяемого средства измерений,регистрации его выходного напряжения и нормирования, при воспроизведении Магнитной индукции переменного магнитного поля одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, непрерывно изменяют по закону геометрической прогрессии его частоту, сравнивают выходное напряжениеповеряемого средства измерений с нормированным для него уровнем порога напряжения и по обе,стороны от него с дополнительными уровнями, выраженными в виде нормированного ряда погрешностей, формируют из результатов сравнений цифровые коды с последующей фиксацией их на каждом периоде переменного магнитного поля и преобразуют зафиксированные коды в удобную для наблюдения или регистрации Форму.Устройство для осуществления данного способа, содержащее меру магнитной индукции с компенсатором помех медленных и быстрых вариаций, подключенный к ней источник с измерителем переменного тока и регистрирующий прибор, снабжено последовательно соединенными блоком пороговых уровней, блоком сравнений, преобразователем :равнений в цифровой код и запоиисредств измерений передаточные характеристики б. которых не зависятот частоты 1 , т.е. 5 - - - сопзФ,чгде ц - выходное напряжение поверяемого средства измерений. Частотутока (магнитной индукции-) по законугеометрической прогрессии изиеняютнепрерывно по команде с блока 7управления посредством преобразованияв частоту(Фиг.2 У, линейно изменяющегося пилообразного напряжения ге-,нератора 10 пилообразного напряжения 0 фиг.2 а), преобраэователеи 11напряжения в. частоту с последующимпреобразованием частоты в непрерывно изменяющийся по частоте ток цифровым преобразователем 42 частотыв перемейный ток. Период непрерывноизменяющейся частоты .магнитной индукции В тождественнен линейно изменяю"щемуся пилообразноиу напряжениюфиг. 2 а,г)при этом В=1, а уровень тока(величина)вовсем частотном диапазоне обладает высокими иетрологическимй характеристиками, присущими цифровыи иетодаи преобразования. Величина тока задаетсяопорным напряжением регулируемогоисточника 16 опорного напряжения50(фиг.25, которое поступает навторой вход цифрового преобраэовате"пя 12 частоты в переиенный ток черезвторую позиции .15 и полюс 17 од"нополюсного двухпозиционного переключателя 13, В соответствии.,с передаточной характеристикой 5= 5.средства измерений необходимый уро-,вень магнитной индукции ВРД уста"навливают по известноиу значениюпостоянной меры 8 К - "и току 30 лЯ4 О из зависимости В=К 1(Цв) . В центремеры 8 устанавливают первичный пре"образователь поверяеиого средстваизмерений, выход которого подключенк клемме 1, По нормированному выход"45 ному напряжению поверяемого средстваизмеренийцкфиг.2 ф устанавливаютнормированные уровни порогов напряжений 0 (Фиг 2) в блоке 4 пороговыхуровней. На каждом периоде иагнит"50 ной индукции. сравнивают, выходноенапряжение поверяеиого средства изс мерений ц с нормированными уровнямипорогов напряжений блока 4 пороговыхуровней фиг,26) и порядковые но5 мера 4,5,17 преобразуют результатысравнений в коды преобразователем 3сравнений в цифровой код и фиксируютих в запоминающем блоке . По коман 3 1нающим блоком, а также блоком управления, при этом второй вход блокасравнений соединен с поверяемым средствои измерений, выход запоминающего блска с регистрирующим приборои,второй и третий входы запоминающего блока подключены к первому выходу.блока управления и ко второму выходуисточника с измерителем переиенноготока соответственно, а второй выход.блока управления - ко входу источника с измерителем переиенного тока.ЪНа фиг. 1 изображена блок-схеиаустройства для осуществления способаповерки средств измерении магнитной,индукции переменного.иагнитного поля;да фиг,2 и 3 " диаграииы, поясняющиепринцип работы устройства,Устройство (фиг. 1) содержит клемму 1 для подключения поверяемогосредства измерений, соединенную спервым входои блока 2 сравнений,преобразователь 3 сравнений в цифровой код, входами связанный черезблок 2 сравнений с блоком 4 пороговых уровней, а выходои через запоминающий блок 5 с регистрирующим приборои 6, блок 7 управления, первымвыходом подключенный к второму входу запоминающего блока 5 и вторымвыходом - к мере 8 иагнитной индукции через источник 9 с измерителеипеременного тока, содержащим генератор 10 пилообразного напряжений,преобразователь 11 напряжения в ча"стоту и цифровой преобразователь12 частоты в переменный ток, однополюсный двухпозиционный переключатель 13, первой позицией 14 соединенный с выходом генератора 10, пилообразного напряжения второй позицией 15с регулируемыи источником 16 опорногонапряжения,а полюсои 17 - с вторым вхо- .дом цифрового преобразователя 12 частоты в переменный ток, второй .выходкоторого связан с третьим входои запоминающего блока 5.Способ реализуется устройствомследующим образок,Магнитную индукцию переиенногоиагнитного поля одного уровня с частотой изменения по закону геометричекой прогрессии воспроизводят иерой8 иагнитной индукции и йротекающимпо ее обмотке током от цифровогопреобразователя 12,частоты в пере-менный ток. Один уровень магнитнойиндукции 9 необходии для поверки 0232 б 1 45де с блока 7 управления (фиг.2) иэ запоминающего блока 5 зафиксированные коды переписывают в регистрирующий прибор 6 и преобразуют им в информацию , удобную для регистрации (фиг.2 Эс). 1 сли передаточная характеристика 8 = - = 1 тожде.твенна частоОте 1 , то уровень магнитной индукции В изменяют обратно пропорционально частоте 1 , а саму частоту - непре рывно по закону геометрической прогрессии. Этим действием осуществляют приведение суммарной передаточнойхарактеристики 5 Бмк пеоедаточнойхарактеристике, не зависящей от частотыгде 5 = ф-= 0 оп - передак15 точная характеристика меры 8 магнитной индукции, при этом осуществляют подачу на второй вход цифрового преобраэователя 12 частоты в переменный20 ток через полюс 17 и первую позицию 14 однополюсного двухпозиционного переключателя 13 опорного напряжения Цв виде линейно падающего напряже" ния с выхода генератора 1 О пилообраз"25 ного напряжения (фиг,35) .Понормированному выходному напряжению поверя" емого средства измерений Ок(фиг,2) устанавливают нормированные уровни порогов напряженийО-в блоке 4 пороговых уровней фиг,2).На каждсм периФЗ 0 оде магнитной индукции сравнивают выходное напряжение поверяемого средства измерений ц ;иг.2 г,е) с нормированными уровнями порогов напряжений 0 блока 1 пороговых уровней 35 (фиг.2 ф, преобразуют результаты сравнений в цифровые коды фиг.26) и порядковые номера 1,517 преобразователем 3 сравнений в цифровой код и фиксируют их в запоминающем блоке 40 5, По команде с блока 7 управления (фиг.2 из запоминающего блока 5 зафиксированные цифровые кодЫ переписывают в регистрирующий прибор 6 и преобразуют их в информацию, удобную 45 для регистрации (фиг.2 М),Поверку средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля осуществляют без компенсаторов магнитных помех, как активных, так и пассивных (магнитных экранов), если уровень помех меньше или равен 1/3 от нормируемой погрешности поверяемого средства измерений. При невозможности соблюдения этого условия по;верку осуществляют с компенсаторами помех. ЬНеобходимцй диапазон изменения частоты по закону геометрической прогрессии устанавливают с помощью изменения скорости пилообразного напряжения генератора 10 пилообразно" го напряжения и изменения коэффициента преобразования напряжения в частоту преобразователем 11 напряжения в частоту. Знаменатель геометрической прогрессии Г определяют из выра- жения где ТВ - период верхней граничнойчастоты диапазона частотповеряемого средства измерений;ЬТ - приращение периода;д - погрешность средства измерений;Н,ПФ 1 - порядковый номер периода,Число периодов изменяющихся по закону геометрической прогрессии находят из формулы где ТН - период нижней границы частоты магнитйой индукции,Время изменения частоты магнитной индукции от нижней до верхней граничных частот средства измерений ЬВ.гнВн"(3) Для средств измерений, в которых ,осуществлено преобразование переменного выходного напряжения, являющегося отображением изменения магнитнои индукции, в постоянное с постоянной времени преобразования Т, необходимо выполнить условие ТВсТ. Воспроизведение уровня магнитной индукции в зависимости, обратно пропорциональной частоте, во всем частотном диапазоне с нормированной погрешностью 1/3 - практически невозможно (если частотный диапазон перекрывает от нижней до верхней граничных частот несколько порядков). Поэтому частотный диапазон делят на части, кратные десяти, Для каждого поддиапазона7 1023261 8 на определяют Ткз по формуле 3). после преобразования .зафиксированных Нижнюю граничную частоту устанав- цифровых кодов в напряжение и его ливают на первом поддиапазоне регули- регистрации самопишущим прибором. ровкой верхнего уровня пилообразного Нормированные уровни порогов напряженапряжения генератора,10 пилообразно- ний блока,1 пороговых уровней при го напряжения при определенном коэф- этом выражены в единицах ряда погреш 5Фициенте передачи тока цифрового пре- ностей.образователя 12 частоты в переменныйток, На последующих поддиапазонах Таким образом, данное техническое изменяат скооость пилообразногорешение за счет непрерывного измена п нряже ия и коэффициенты преобразо-. нения частоты по закону геометричес 1 Ования напряжения в частоту и пе- кой прогрессии, сравнений,на каждом редачи тока. Воспроизведение магнит- периоде магнитной индукции переменноной индукции переменного магнитногого магнитного поля, выходного напряполя заканчивают на П -м периоде,определяемом формулой 2) .15жения проверяемого средства изме ер д з ерений с нормированными уровнями поро"С помощью данного устройстваможет гов напряжений, преобразование ребыть осуществлен принцип поверки "го- зультатов сравнений в цифровые коды) д е годен по двум нормированнымФиксации их и .преобразования в Удоб уровням порогов напряжений. Кроме , ную для регистрации форму позволяет того может бытбыть построено графичес- повысить производительность поверки20кое изменение погрешности (йиг,2 Ж) не менее чем на порядок.