Измеритель напряженности переменного магнитного поля

 

ОПИСАпИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Реслублмк

2993 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву 9 .667 (22) Заявлено 7,1 1.81 (21) 3357630/18с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Опубликовано 0703.83. Бюллетень Мо

Дата опубликования описания 07038 з

R 33/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

21. 317. (088.8) Ю.С. Бедов, А.М. Медведев, Ю.П. Обоиц1ев; и С.А. Скородумов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯ>(ЕННОСТИ ПЕРЕМЕННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе но, в частности, для измерений напря. женности неоднородного магнитного поля в широком частотном диапазоне.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при определении магнитной совместимости узлов и блоков электро- и радиотехнического оборудования.

По основному авт. св. Р 667921 известен измеритель напряженности переменного магнитного поля, содержащий секционированную индукционнуИ катушку, состоящую из и секций, сумматор, имеющий и входов, 2п апериодических звеньев первого порядка и и фильтров нижних частот, причем каждая секция катушки подсоединена к соответствующему входу сумматора через последовательно соединенные два апериодических звена и фильтр нижних частот (1).

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения неоднородных переменных магнитных полей при использовании известных способов взаимного расположения секций секционированной индукционной катушки.

Целью изобретения является увели- . чение точности измерения неоднородных переменных магнитных полей.

Указанная цель достигается тем, что в измерителе напряженности переменного магнитного поля, содержащем секционированную индукционную катушку, состоящую из и секций, сумматор, имеющий и входов, и 2п апериодических звеньев, первого порядка и и фильтров нижних частот, причем каждая секция катушки подсоединена к соответствующему входу сумматора через последовательно соединенные два апернодических звена и фильтр HHRHHx частот, а все секции секционированной индукционной катушки выполнены в виде цилиндрических катушек с па,раллельными магнитными осями, геометрические центры катушек лежат в плоскости, перпендикулярной их продольным осям, причем первая секция .состоит из одной катушки, а каждая иэ последующих секций состонт из несколь25 ких последовательно и согласно включенных одинаковых катушек, равномерно расположенных по цилиндрической ,образующей вокруг первой секции.

На фиг. 1 приведена блок-схема

30 измерителя напряженности переменного

100299.3 магнитного поля на фиг. 2 -. амплитудно-частотные характеристики отдель- ных звеньев (фиг. 2а,б) и всего (фиг. 2в) устройства на фиг. 3 - конструкция (сечение) секционированной индукционной катушки, содержащей 5 две секции на фиг. 4 - схема соединений секций секционированной индукционной катушки. ,Измеритель напряженности перемен-ного магнитного поля содержит секци- 10 онированную индукционную катушку, состоящую из секции 1, выполненной в виде одной цилиндрической катушки, и секции 2, выполненной в виде последовательно и согласно соединенных одйна- 15 ковых цилиндрических катушек 3апериодические звенья б - 9 первого порядка с постоянными времени, соответственно Т6 — Т9, фильтры 10 и 11 нижних частот с постоянными времени

Т о и Tq и сумматор 12.

Устройство работает следующим образом.

Секцианированную индукционную катушку помещают в измеряемое переменное магнитное поле с напряженностью 25

Ни. Каждая секция секционированной ийдукционной катушки совместно со своими двумя апериодическими звеньями и фильтром нижних частот измеряет напряженность переменного магнитного 30 поля а своем определенном поддиапаэо-не частот. Напряжение, пропорциональное напряженности измеряемого магнитного поля, поступает на сумматор 12, где происходит суммирование аналоговых сигналов для последующего их регистрирования в расширенном диапазоне частот. В диа).аэоне частот 0 — 1/Тв (фиг. 2а ) наклон амплитудно-частотной характеристики первой ветви устройства, состоящего иэ секции 1, апериодических звеньев б и 8 и фильтра 10, определяется характеристикой секции 1, выходное напряжение которой пропорционально частоте см измеряемой напряженности магнитного поля. 45

В этом же диапазоне частот характеристики апериодических звеньев 6 и

8 и фильтра 10 нижних частот можно считать частотно-независимыми. Начиная с частоты 1/Т6, на характерис" 50 тику ветви начинает влиять апериодическое звено б, ввиду чего характеристика ветви в поддиапаэоне частот от 1/Т вЂ” 1/Т8 частично независима.

Начиная с частоты 1/TB на характерис- 55 тику ветки начинает влиять апериоди ческое звено 8 и она имеет наклон обратно пропорциональный частоте ы .

Благодаря фильтру 10 нижних частот исключается влияние подъема амплитуд-, . но-частотной характеристики, обусловленного собственной резонансной час- . тотой секции 1 индукционного преоб-. разователя на характеристику ветви, состоящей из .секции 1, апериодических звеньев 6 и 8 и фильтра 10. 65

В диапазоне частот от 0 до 1/Т

1 (фиг. 2б ) наклон амплитудно-частотной характеристики второй ветви устройства, состоящей из секции 2, апериодических звеньев 7 и 9 и фильтра

11, определяется характеристикой сек-. ции 2, выходное напряжение которой пропорционально частоте ы измеряемой напряженности магнитного поля. В этом же диапазоне характеристики апериодических звеньев 7 и 9 и фильтра

11 нижних частот можно считать частотно-независимыми. Начиная с частоты 1/Т, на..характеристику ветви влияет апериодическое звено 7, ввиду чего характеристика ветви в поддиапаэоне частот 1/Т вЂ” 1/Т> частотно-независима (фиг. 2б, сплошная линия). Начиная с частоты 1/ТВ, на характеристику ветви влияет апериодическое звено 9 и она иь.еет наклон обратно пропорциональный частоте

В результате использования фильтра

11 нижних частот исключается влияние:

1 подъема амплитудно-частотной характеристики, обусловленного собственной резонансной частотой секции 2 индукционного преобразователя на характеристику ветви, состоящей из секции 2, апериодических звеньев 7 и 9 и фильтра 11.

При выполнении равенства Т = Т суммарная амплитудно-частотная характеристика устройства имеет вид, изображенный на фиг. 2в сплошной линией.

В случае наличия взаимного влияния секций секционированной индукционной катушки подъем амплитудночастотной характеристики, обусловленный собственный резонансной частотой ш„ секции 1, приведет к подьему амплитудно-частотной характеристики второй ветви (фиг. 2б, пунктирная линия). Это обусловит подъем амплитудно-частотной характеристики всего устройства (фиг. 2в, пунктирная линия ) и приведет к появлению погрешности, т.е. снизит точность измерений.

При выполнении всех секций (кроме секции с наибольшей эквивалентной площадью) в виде нескольких (например, трех) одинаковых последовательно и согласно включенных катушек, равномерно расположенных по цилиндрической образующей вокруг первой секции с наибольшей эквивалентной площадью (фиг. 3),, и расположении геометрических центров всех катушек в плоскости, перпендикулярной их продольным осям, секционированная индукционная катушка имеет один магнитный центр, вследствие чего увеличивается точность устройства при измерении неоднородного переменного магнитного поля. При этом индуктивность секции 2 и, следовательно, .взаимная индуктивность между секци1002993 ямн 1 и 2 уменьшается в п3 раз (где n - число катушек второй секции по сравнению с идентичной но эквивалентнбй площади однокатушечной секцией при одинаковом расстоянии между катушками. Величина козффициента связи, характеризующего влияние секций друг на друга, уменьшается в

Vn pas, и соответственно уменьшается погрешность неравномерности амплитудно-частотной характеристики, что позволяет сблизить секции, т.е. уменьшить погрешность от неоднородности магнитного поля. . Формула изобретения

Измеритель напряженности перемен:ного магнитного поля по авт. as.

9 667921, о т л и ч а ю щ и ь с я тем, что, с целью увеличения точности измерения, секции секционированной ийдукционной катушки выполнены в виде цилиндрических катушек с па раллельнымн магнитными осями, геометрические центры катушек лежат в плоскости, перпендикулярной их продольным осям, причем первая секция состоит нз одной катушки, а каждая

10 из последующих секций состоит ыз нескольких последовательно и согласно .включенных одинаковых катушек, равномерно расположенных по цилиндрической образующей вокруг первой секции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 667921, кл. G 01 R 33/02, 1976.

1002993

111 1

Составитель М. Бухаров

Редактор Л . Гратилло Техред Е,Харитончик Корректор,В. Бутяга

Заказ 1543/28 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4