Устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИРЕСПУБЛИК(51) 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС обьединение "Ви М.Винцловас и стао СССР/ОО, 1989. ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОЕНИЙ МАГНИТНО- ТРОМАГНИТНЫХ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯМЕТР.ИЧЕСКИХ ИСКАЖГО ПОЛЯ ЗЛЕКОТКЛОНЯЮЩИХ СИСТ(57) Изобретение относится к технике телевизионных измерений, Цель изобретения - уменьшение времени измерения и повышение точности измерения, Для этого устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем содержит источник постоянноо тока 1, ключ 2, катушки отклонения 3, 4 электромагнитной отклоняющей системы 5, оправку 6, магнитоиндукционные зонды 7, 8, двигатель 12, блок скользящих щеток 13, усилитель 14, паласовые фильтры первой, второй и третьей гармоник 15, 16, 17, амплитудные детекторы первой, второй и третьей гармоник 18, 31,1720170 32, блок синхронизации 19, измерители на-, чальной фазы второй и третьей гармоники 20, 21, блоки переключателей 22, 23, 35, 53, блок памяти начальных фаз 23, блоки определения знака косинуса 24, 25, 29, умножители 26, 27, 30, блок определения фазы 28, измеритель отношения амплитуд второй и первой гармоник 34, блоки слежения и храИзобретение относится к технике телевизионных измерений и может быть использовано при разработке и производствеэлектромагнитных отклоняющих систем(ОС) для черно-белых и цветных электроннолучевых трубок (ЭЛТ).Целью изобретения является уменьшение времени измерения и повышение точности измерения.. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерениягеометрических искажений (ГИ) магнитногополя электромагнитных отклоняющих сис. тем (ОС); на фиг. 2 - временные диаграммыработы устройства; на фиг. 3, 4, 5 - графикисоотношений сигналов,Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС содеркитисточник 1 постоянного тока, ключ 2, катушки 3 и 4 горизонтального и .вертикальногоотклонения электромагнитной ОС 5, оправку 6 из немагнитного материала, основнойи компенсационный магнитоиндукционныезонды 7 и 8 с выводами 9, блок 10 контактных колец, вал 11 двигателя 12, блок 13. скользящих щеток, усилитель 14, паласовыефильтры 15-17 первой, второй и третьейгармоник, амплитудный детектор 18 первойгармоники, блок 19 синхронизации, измерители 20 и 21 начальной фазы второй итретьей гармоники, первый блок 22 переключателей, блок 23 памяти начальных фаз(БПНФ), первый и второй блоки 24 и 25определения знака косинуса (БОЗК), первый и второй умножители 26 и 27, блок 28определения фазы (БОФ), третий блок 29определения знака косинуса (БОЗ К), третийумножитель 30, амплитудные детекторы 31и 32 второй и третьей гармоники, второйблок 33 переключателей, измеритель 34 отношения амплитуд второй и первой гармоник, третий блок 35 переключателей,первый и второй блоки 36 и 37 слежения ихранения (БСХ), первый сумматор 38, измеритель 39 отношения амплитуд третьей ипервой гармоник, третий и четвертый блоки нения Зб, 37, 40, 41, 42, 43, сумматоры 38, 44, измеритель отношений амплитуд третьей и первой гармоник 39, шесть компараторов 45, 46, 47, 48, 49, 50, блоки пороговых отрицательных и положительных напряжений 51, 52, индикатор 54, кнопку "Пуск" 55, формирователь импульсов запуска 56. 5 ил,40 и 41 слекения и хранения (БСХ), пятый ишестой блоки 42 и 43 слекения и хранения(БСХ), второй сумматор 44, шесть компараторов 45 - 50, блок 51 пороговых отрицатель 5 ных напряжений(БПОН), блок 52 пороговыхположительных напряжений (БППН), четвертый блок 53 переключателей, индикатор54, кнопка 55 "Пуск" и формирователь 56импульсов запуска (ФИЗ),10 Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС работаетследующим образом.ОС 5 одевается на оправку б и подключается к источнику 1 постоянного тока через15 ключ 2. После нажатия кнопки 55 ."Пуск"сигналы, поступающие из ФИЗ 56 последовательно запускают соответствующие блоки устройства. ФИЗ 56 формирует короткиеуправляющие импульсы в моменты времени10, 11, 12, т 9 (см, фиг. 2), В момент нажатия20 кнопки "Пуск" формируется импульс запуска цикла измерения (фиг. 2 а), Этим импульсом включается двигатель 12 (фиг. 2 б),источник 1 постоянного тока подключаетсяк катушкам 3 горизонтального отклонения 325 через ключ 2 (фиг. 2 в). В катушки горизонтального отклонения ток от источника 1 постоянного тока, Во вращающемсямагнитоиндукционном зонде, состоящем изосновного и компенсационного зондов 7 и30 8, создается периодический сигнал, наведенный магнитным полем тока катушек горизонтального отклонения, Сигнал отсоединенных последовательно-встречно основного и компенсационного зондов 7 и 835 через соединительные выводы 9, блок 10контактных колец, блок 13 скользящих щеток и усилитель 14 поступает на входы полосовых фильтров 15 - 17 первой, второй итретьей гармоники соответственно. В мо 40 мент времени ц включается БПНФ 23 (фиг.2 г), амплитудные детекторы 18, 31 и 32 переводятся в рабочий реким блоком переключателей ЗЗ (фиг, 2 д) - до этого моментаамплитудные детекторы не функционирова 45 ли, С выходов полосовых фильтров 15 - 17первой, второй и третьей гармоники сигналы соответственно первой, второй и третьей гармоники поступают на входы амплитудных детекторов 18, 31, 32, выделяющих амплитудные значения соответствующих гармоник. С выходов полосовых фильтров второй и третьей гармоники комплексные сигналы второй и третьей гармоник поступают на первые входы измерителей начальных фаз второй и третьей гармоники 20 и 21, где измеряются фазы гармоник относительно фазы синхроимпульсов, поступающих на вторые входы этих измерителей из блока 19 синхронизации. Блок 19 синхронизации формирует синхроимпульсы с частотой повторения, равной числу оборотов вала двигателя, а фаза синхроимпульсов синхронизируется фазой комплексного сигнала первой гармоники. Таким образом измерители 20, 21 начальныхфаз второй и третьей гармоники измеряют начальные фазы этих гармоник относительно фазы первой гармоники. Сигналы с информацией о значениях начальных фаз второй и третьей гармоник через первый блок 2, переключателей поступают в БПНФ 23, где информация хранится до конца цикла измерения ГИ данной ОС. С выходов амплитудных детекторов 18 и 32 первой и третьей гармоники сигнал, соответствующий значению амплитуды первой и третьей гармоники, через втолой блок 33 переключателей и третий блок 35 переключателей поступает соответственно в третий и первый БСХ 40 и 36, где они хранятся до конца цикла измерения ГИ данной ОС. С выхода амплитудного детектора 31 второй гармоники абсолютное значение сигнала амплитуды второй гармоники через блок 33 переключателей поступает на соответствующий вход измерителя 34 отношения амплитуд второй и первой гармоник, на другой вход которого поступает сигнал амплитуды первой гармоники. Сигнал отношения амплитуд второй и первой гармоник через блок 35 переключателей поступает в пятый БСХ 42. В момент времени 12 БСХ 36, 40, 42, предназначенные для слежения и хранения сигналов абсолютного значения амплитуды первой гармоники, относительной амплитуды второй гармоники и абсолютного значения амплитуды третьей гармоники, переводятся в режим хранения (фиг, 2 е). В момент времени тз блоком 33 переключателей выключаются амплитудные детекторы 18, 31, 32 (фиг, 2 д). В момент времени 14 источник 1 постоянного тока отключается от катушек горизонтального отклонения и подключается к катушкам вертикального отклонения (фиг. 2 в), вторым блоком 35 переключателей подключаются входы БСХ 41, 43, 37, презназначенных соответственно для слежения и хранения абсолютного значения амплитуды первой,относительной амплитуды второй и абсо 5 лютного значения амплитуды третьей гармоник сигнала, наведенного магнитнымполем катушек вертикального отклонения(фиг, 2 з), В момент времени а амплитудныедетекторы 18, 31, 32 вновь переводятся в10 рабочий режим (фиг. 2 д), В момент времениЫ БСХ 37, 41, 43 переводятся в режим хранения (фиг. 2 ж), В момент времени у блоком33 переключателей выключаются амплитудные детекторы 18, 31, 32 (фиг. 2 д), выходы15 компараторов 45-50 подключаются к индикатору 54 (фиг. 2 и), В момент времени 18выключается двигатель 12 (фиг. 2 б), отключается источник 1 постоянного тока(фиг. 2 в),третий блок 35 переключателей возвраща 20 ется в исходное положение (фиг, 2 з). В момент времени 1 в формируется импульс"Останов", отключается индикатор, блокислежения и хранения переводятся в исходное состояние, т.е. в режим слежения, вы 25 ключается блок памяти,Последовательность операций измерения сигнала, наведенного магнитным полемкатушек вертикального отклонения, аналогична операциям измерения сигнала, наве 30 денного магнитным полем катушекгоризонтального отклонения. Ключ 2 и блоки 22, 35 переводятся в момент времени цв другое положение, и в блок 23 памятиначальных фаз поступают сигналы началь 35 ных фаз второй и третьей гармоник, во второй и четвертый БСХ 37 И 43 поступаютсигналы абсолютных значений амплитуд соответственно третьей и первой гармоник, ав шестой БСХ 41 - сигнал относительного40 значения амплитуды второй гармоники сигнала, созданного магнитным полем катушеквертикального отклонения,Первый и второй сумматоры 38 и 44вычисляют. абсолютные значения суммар 45 ных амплитуд соответственно первой гармоники О 1 = (О 1 + О 1и третьейгармоники Озд = (Озв + Озг ), где Оо, Озв2 12- абсолютные значения амплитуд первой итретьей гармоник сигнала, наведенного50 магнитным полем катушек вертикальногоотклонения, О 1 г, Озг - абсолютные значенияамплитуд первой и третьей гармоник сигнала, наведенного магнитным полем катушекголризонтального отклонения. Геометриче 55 .ское суммирование согласно указаннымЕПформулам учитывает сдвиг фаз) междукомплексными значениями сигналов, наведенных магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения55 для всех нечетных гармоник порядка и =1,3. Блок 28 определения фазы фиксирует начальную фазу уаг суммарного сигнала третьей гармоникиОзв зп Зв - Озт ви фзгт 9 Р 32Озв СОЗ ЩЗв + Озг СОВ фзгГдЕ Дв, рзг - НацаЛЬНЫЕ фаЗЫ трЕтЬЕй Гармоники сигналоо, наведенных магнитнь 1 м полем соответственно катушек вертикального и горизонтального отклонения. С выходов первого и второго сумматоров 38 и 44 сигналы абсолютных значений суммарных амплитуд соответственно первой и третьей гармоник поступают на первый и второй входы измерителя 39 отношения амплитуд третьей и первой гармоник, где образуется сигнал относительного значения амплитудыОзтретьей гармоники Озу(0) = - в,О 1В результате измерения амплитуд и фаз гармоник сигнала, наведенного в магнитоиндукционном зонде магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения, стало возможным определение типа ГИ, а именно по абсолютному значению и начальной фазе относительных амплитуд второй гармоники сигналов (по отношению к первой), наведенных магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения, раздельно определяются ГИ типа трапеции, а по абсолютному значени 1 о и начальной фазе относительной амплитуды третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтального отклонения, судят о ГИ типа подушки, бочки,Известно, что о зависимости от типа несимметричных ГИ, а также о зависимости от типа и величины ГИ начальная фаза относительнь 1 х амплитуд соответственно второй и третьей гармоник может принять значения 0 или 1800, т,е, совпадать или быть противоположнойй фазе первой гармоники. С целью определения связи типа ГИ со значением относительных амплитуд и фаз использованы первый, второй и третий блоки 24, 25 и 29 определения знака косинуса, причем на входы первого и второго блоков 24 и 25 из БПНЭ 23 поступают сигналы с информацией о фазах второй гармоники сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения соответственно, а к входу блока 29 подводится сигнал с информацией о начальной фазе третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтального отклонения, На выходах блоков 24, 25 10 15 20 25 30 35 40 45 50 и 29 в зависимости от поступающих сигналов начальных фаз образуются сигналы сов 0 = 1 или сов 180 = -1, которые поступают на первые входы соотоетственно первого, второго и третьего умнонителей 26, 27 и 30, на вторые входы которых поступают сигналы относительных амплитуд соответственно второй гармоники сигналов, наведенн ых магнитным полем катушек вертикального и горизонтального отклонения о отдельности и относительной амплитуды третьей гармоники сигнала, наведенного суммарным действием магнитного поля катушек вертикального и горизонтального отклонения. Выход каждого умножителя соединен с первыми входами двух компараторов 45, 46, второй вход компаратора 45 подключен к БПОН 51, а второй вход компаратора 46 - к БППН 52, При наличии ГИ определенного типа, превышающих установленное значение, на выходе соответствующего компаратора появляется сигнал, несущий информацию о забраковании и причине забраковки. Так, первый и второй компарэторы 45 и 46 сигнализируют о браке ввиду ГИ типа трапеции горизонтальной и их форме, третий и четвертый компараторы 47 И 48 сигнализируют о браке ввиду наличия ГИ типа трапеции вертикальной и их форме, пятый компаратор 49 - о браке ввиду ГИ типа подушки, шестой компарэтор 50 - о браке ввиду ГИ типа бочки, Выходные сигналы всех компараторов одновременно поступают в индикатор 54. В случае отсутствия сигналов о браке на выходах всех компараторов в индикаторе 54 формируется сигнал о соответствии измеряемой ОС требованиям по ГИ.На фиг. За приведен график соотношения выходного сигнала Огв("70) соя ргв первого умножителя 26 и значения ГИ типа трапеции горизонтальная (Т, 70), где О 2 в /о, ргв 070 - соответственно относительная амплитуда и начальная фаза второй гармоники сигнала, наведенного магнитным полем катушек вертикального отклонения, На фиг. Зб приведен график соотношения начальной фаЗЫ Ргв И ЗНаЧЕНИЯ ГИ тИПа тРаПЕЦИЯ ГО- ризонтальная. На фиг. 4 а приведен график соотношения выходного сигнала Огг(%) сов рг, второго умножителя 27 и значения ГИ типа трапеции вертикальной (Тв Д), где О 2 г , дЬ в .соответственно относительная амплитуда и начальная фаза второй гармоники сигнала, наведенного магнитныл полем катушек горизонтального отклонения. На фиг, 4 б приведен график соотношенияр 2, и ГИ типа трапеции начальной фазывертикальной.На фиг, 5 а приведен график соотношения выходного сигнала Оз %, сов рзтретьего умножителя 30 и значения ГИ типа 5бочки (о), ГИ типа подушки (о), где Оз,уз - соответственно относительная амплитуда и начальная фаза третьей гармоникисигнала, наведенного суммарным магнитным полем катушек вертикального и гори- "0зонтального отклонения. На фиг. 5 бприведен график соотношения между начальной фазой рзи ГИ типа бочки. подушки,Как было указано, ФИЗ 56, запускаемый нажатием кнопки "Пуск" 55, управляет, работой всех переключателей, всех БСХ,БПНФ 23, и включением - выключениемдвигателя 12. Ключ 2 предназначен для подключения источника 1 постоянного тока ккатушкам отклонения. первый и третий блоки переключателей - для поочередного переключения входов соответственно БПНФ23 и БСХ 36 - 43 при измерении сигналов,Второй блок 33 переключателей выключаетамплитудные детекторы 18, 31, 32 в моменты подачи тока в катушки отклонения и вмоменты отключения тока,ФИЗ 56 обеспечивает перевод блоковслежения и хранения в режимы слеженияили хранения .в соответствующие моментывремени, обеспечивает включение и выключение БПНФ 23 и двигателя 12.Алгоритм работы устройства для измерения ГИ магнитного поля электромагнитный ОС можно проследить по временнымдиаграммам на фиг. 2: а) импульсы с ФИЗ56; б) 1 о, временной интервал включениядвигателя 12; в) время подведения тока питания к катушкам горизонтального отклонения 10-ц; время подведения тока питания ккатушкам вертикального отклонения И-тв; г)11-с 9 - время включения блока 23 памятиначальных фаз; д) т 1-тз, Ь- временныеинтервалы рабочего состояния амплитудных детекторов; е) т,-т 2 - время работы БСХсигнала горизонтального отклонения в режиме "Слежение"; 12-И - время работы БСХсигнала горизонтального отклонения в режиме "Хранение"; 3) 10 - И - время подключения входов БСХ сигналов вертикальногоотклонения; т 4 - 18 - время подключения входов БСХ сигналов горизонтального отклонения; ж) то-тб - время работы БСХ сигналавертикального отклонения в режиме "Слежение"; тб - 19 - время работы БСХ сигналавертикального отклонения в режиме "Хранение; и) т- время подключения выходов компараторов к индикатору. Устройство для измерения ГИ магнитного поля электромагнитных ОС позволяет автоматизировать не только процесс контроля. но и процесс юстировки ОС, что выракается в значительном экономическом эффекте.Формула изобретения Устройство для измерения геометрических искажений магнитного поля электромагнитных отклоняющих систем, содержащее источник постоянного тока, через ключ соединенный с катушками горизонтального и вертикального отклонения, которые установлены на.оправку, двигатель, основной и компенсационный магнитные зонды, которые соединены между собой последовательно-встречно и подключены каждый к соответствующему входу блока контактных колец и которые располокены внутри оправки на валу двигателя, на котором также установлен блок контактных колец, усилитель, входы которого через скользящие щетки соединены с выходами блока контактных колец, а выход усилителя подключен к входам полосового фильтра второй гармоники и полосового фильтра третьей гармоники соответственно, блок синхронизации, выход которого подключен к синхровходу соответственно измерителя начальной фазы второй гармоники и измерителя начальной фазы третьей гармоники, первый блок переключателей, блок памяти начальных фаз,.блок определения фазы, амплитудный детектор второй гармоники, амплитудный детектор третьей гармоники, первый и второй блоки слежения и хранения, первый сумматор, формирователь импульсов запуска и индикатор, при этом выход полосового фильтра второй гармоники через последовательно соединенные измеритель начальной фазы второй гармоники, первый блок переключателей и блок памяти начальных фаз подключен к первому входу блока определения фазы, выход полосового фильтра третьей гармоники через последовательно соединенные измеритель начальной фазы третьей гармоники, первый блок переключателей и блок памяти начальных фаз подключен к второму входу блока определения фазы, выход полосового фильтра второй гармоники соединен с входом амплитудного детектора второй гармоники, а выход полосового фильтра третьей гармоники соединен с входом амплитудного детектора третьей гармоники, выходы первого и второго блоков слежения и хранения соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения и повышения точности10 измерения, в него введены полосовой фильтр первой гармоники, амплитудный детектор первой гармоники, второй, третий и четвертый блоки переключателей, измеритель отношения амплитуд второй и первой гармоник, три блока определения знака косинуса, третий, четвертый, пятый и шестой блоки слежения и хранения, второй сумматор, и умнокителя сигналов, измеритель отношения амплитуд третьей и первой гармоник, шесть компараторов, блок пороговых отрицательных напряжений и блок пороговых положительных напрякений, при этом выход полосового фильтра первой гармоники соединен с входом синхронизатора и через последовательно соединенные .амплитудный детектор первой гармоники и второй блок переключателей с первым входом измерителя отношения амплитуд второй и первой гармоник, вход которого через третий блок переключателей соединен с входами третьего и четвертого блоков слекения и хранения, выход амплитудного детектора второй гармоники через второй блок переключателей подключен к второму входу измерителя отношения амплитуд второй и первой гармоник, выход которого через третий блок переключателей соединен с входами пятого и шестого блоков слежения и хранения, выход третьего и выход четвертого блоков слежения и хранения подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, третий выход блока памяти начальных фаз через первый блок определения знака косинуса подключен к первому входу первого умнокителя, второй вход которого соединен с выходом пятого блока слежения и хранения, четвертый выход блока памяти начальных фаэ через второй блок определения знака косинуса подключен к первому входу второго умножителя, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов запуска и вторым входом второ 15 20 25 30 35 40 45 го, четвертого и шестого блоков слежения и хранения соответственно, выход блока определения фазы через третий блок определения знака косинусаподключен к первому входу третьего умножителя, выход первого сумматора соединен с первым входом измерителя отношения амплитуд третьей и первой гармоник, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход - с вторым входом третьего умножителя, выход первого умножителя подключен к первым входам первого и второго компараторов, выход второго умножителя подключен к первым входам третьего и четвертого компараторов, выход третьего умнокителя подключен к первым входам пятого и шестого,компараторов, первый, второй и третий выходы блока пороговых отрицательных напряжений соединены соответственно с вторыми входами первого. третьего и пятого компараторов, первый, второй и третий выходы блока пороговых положительных напряжений соединены соответственно с вторыми входами второго, четвертого и шестого компараторов, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого компараторов через четвертый блок переключателей соединены соответственно с информационными входами индикатора, причем второй выход формирователя импульсов запуска подключен к вторым входам первого, третьего и пятого блоков слежения и хранения, третий выход формирователя импульсов запуска соединен с входом управления четвертого блока переключателей, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы формирователя импульсов запуска соединены соответственно с входами запуска двигателя, ключа, второго блока переключателей и блока памяти начальных фаз, а восьмой выход формирователя импульсов запуска соединен с входом запуска первого и третьего блоков переключателей,1720170 о 6 у б и б б б1 я 2 эонвальная кения предыш допусаииые) И ацпа, Трап еорцзонпквьна ютпеск ицяВидцЮа)1 ра- Обласгль, БРАК иска опт мения пребышаютдопдстцньюе) 7 И аи. , па, Трапециягори.звнтальная аида1720170 Составитель О.Канатчиковаедактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 777 Тирак Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/51 роизво но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Обласпрь,БРАКОбласть . ГОДЕН" ГИ типаискакения пребы-пеция оертикальая В допу шают допустимые) И типа,трапецияВертикальная Вида Облацпь брлл (цскаке-, Обласпь, ГОД ния преоышаот долукао бойуск стиплье)ГИ типа, Бочка ь, БРАК "(искаженияшают допустипые) а.7 рапецияВертио Вида)С 7ОблаопЧпреоыФ тцпкально Область, БРАК (искьения пребышающдопустциые)ГИ типа,Подушка