Устройство для измерения амплитудной магнитной проницаемости

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ, содержащее последовательно соединенные блок управления, блок намагничивания , блок фиксации амдлит дных значений и блок деления, а также цифровой индикатор, при этом второй вход блока деления подключен к второму выходу блока фиксации амплитудных значений, третий вход - к второму выходу блока управления, а второй вход блока фиксации амплитудных значений связан с вторым выходом блока намагничивания, отличающеес я тем, что, с целью автоматизации и расширения функциональных возможностей , дополнительно введены последовательно соединенные генератор опорной частоты и экстрематор, второй вход которого подключен к выходу бло-д ка деления, а выход - к входу цифро- 8 вого индикатора. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК с т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изоБРетений и ОткРытий (21 ) 3443762/18-21 (22) 27 ° 05.82 (46) 30.11.83. Бюл. Р 44 (72) A.Ã.Èààíêèí -и А.М.Носов (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова (53) 621.317.41(088.8) (56) 1. Патент США Р 4044302, кл. 324-34, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 460520, кл. Cj 01 g 3333//1122, 1973. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ. АМПЛИТУДНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ, содержащее последовательно соединенные блок управления, блок намагничи„„Su„„1057900 А вания, блок фиксации амцлитудных значений и блок деления, а также цифровой индикатор, при этом второй вход блока деления поцключен к второму выходу блока фиксации амплитудных значений, третий вход — к второму выходу блока управления, а второй вход блока фиксации амплитудных значений связан с вторым выходом .блока намагничивания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью автоматизации и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены последовательно соединенные генератор опорной частоты и экстрематор, второй вход которого подключен к выходу бло- ка деления, а выход — к входу цифро- В вого индикатора.

1D57900

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок деления выполнен в виде последовательно соединенных генератора линейно изменяюцегося напряжения, узла сравнения и узла выделения интервала времени, выход которого является выходом блока деления, вход узла сравнения является первым входом, а первый вход генератора линейно изменяюцегося напряжения — вторым входом блока деления, второй вход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом узла выделения интервала времени и является третьим входом блока деления.

3. Устройство по пв1, о т л и ч аю ц е е с,я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов и счетчика с перестраиваемым коэффициентом деления, а также переключателя, выход которого связан с входом счетчика с перестраиваемым. коэффициентом деления, при этом выходы генератора тактовых им.пульсов и счетчика с перестраиваемым коэффициентом деления являются соответственно первым и вторым выходами блока управления.

1 2

Изобретение относится к магнит- ствует йа второй вход цифрового ным измерениям и может быть исполь- индикатора„ фиксируя положение зазовано для контроля магнитных пара-, нятой в индицируемом числе. T.å. в метров тороидальных сердечников на данном устройстве результатом изме« поточной линии. 5 Рения явля ?Тся усредненное значеИэвестны устройства для измере-, ние 10 измерений, что в 1ц раз за ния магнитных переменных образцов из медляет снятие характеристики Ги р(Кд1, магнитномягких материалов, которые . а также отсутствие устройства выделесодержат источник намагничивания, ин- ния максимального значения из этой тегратор и пиковый детектор в канале 10 Функции и блока управления, дающего .индукции, пиковый детектор в канале воэможность автоматического полу напряженности, индикаторы обеих ка- . чения ФункцииГ= (Ц 1приводит к больналов, блок управления и оониллогранрр. ням затРатам времени как в получении результата измерения, так. и в обраОднако устройство, из-за отсут 15 ботке данных. ствия блока деления и бароха выделения 5 цель изобретен максимальной составляющей не дает воз и расширение фун и ель изобретения — автоматизация и расширение ункциональных возможможности непосредственного измерения настей устройства значения магнитной проницаемости. Поставленная цел д

Наиболее близким по технической оставленная цель достигается сущности к предлагаемому является Уст-Ю амплитудной магнитн и ройство для измерения, амплитудной амплитудной магнитной проницаемости, содержащее последовательно соединенмагнитной проницаемости, содержащее ные блок управления б последовательно соединенные блок уп чивания блок фиксации амп е лок управления, блок намагниравления, блок намагничивания, блок и и лок деления, а также цнффиксации, амплитудных значений и 25. розой индикатор при этом в блок деления, а также цифровой инди блока деления подключен ко а деления подключен ко второму катор, при этом второй вход блока выходу блока фиксации амплитудных деления подключен ко второму выходу значений, третий вход — к второму блока фиксации амплитудных значений| выходу блока управления а второй

t третий вход - ко второму выходу 30 вход блока фиксации амплитудных энаблока управления а второй вход блока чений связан с вторым выходом блоФиксации амплитудных значений связан ка намагничивания, дополнительно ввесо вторым выходом блока намагничива- дены последовательно соединенные гения () . нератор опорной частоты и экстремаВ этом устройстве измерение про- 35 тор, второй вход которого подключе изводится фиксированием числа импуль- к выходу блока деления, а выход— сов в нескольких последовательных входу цифрового индикатора. пачках, счетчиком импульсов и числа Блок деления содержит последовапериодов низкочастотного сигнала- тельно соединенные генератор „ней счетчиком пеРиодов. Выходной им- . но изменяющегося напряжения узел пульс счетчика периодов раз ыкает сравнения и узел выделения интерва„а

40 ния, узел ключ, прекращая процесс измеренняу времени, выход которого а также через переключатель воздей- выходом блока деления в д у

1057900 сравнения является первым входом, а первый вход генератора линейно изменяющегося напряжения — вторым входом блока деления, второй вход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом узла выделения интервала времени и является третьим входом блока деления.

Блок управления содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов н счетчик с перестраиваемым коэффициентом деления, а также переключатель, выход которого связан с входом счетчика с перестра-. иваемым коэффициентом деления при этом выходы генератора тактовых импульсов и счетчика с перестраинаеьым коэффициентом деления являются соответственно первым н вторым выходами блока управления.

На чертеже представлена структур-, .ная схема устройства.

Устройство для измерения амплитудной магнитной проницаемости содержит последовательно соединенные блок

1 управления, блок 2 намагничивания, блок 3 фиксации амплитудных значений и блок 4 деления, а также цифровой . индикатор 5, при этом второй вход блока 4 деления подключен к второму выходу блока 3 фиксации амплитудных значений, третий вход.- к второму выходу блока 1 управления, а второй вход блока 3 .фиксации амплитудных значений связан с вторым выходом блока 2 намагничивания, а также последовательно соединенные генератор 6 опорной частоты и экстрематор 7, вто-. рой вход которого подключен к выходу блока 4 деления, а выход — к входу цифрового индикатора 5, при этом блок 4 деления содержит последова.тельно соединенные генератор 8 линейно изменяющегося напряжения, узел

9 сравнения и узел 10 выделения интервала времени, выход которого является выходом блока 4 деления, вход узла 9 сравнения является первым входом,.а первый вход генератора 8 линейно изменяющегося напряжения — вторым входом блока 4 деления, второй вход генератора 8 линейно изменяющегося напряжения - вторым входом блока 4 давления, второй вход генератора 8 линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом узла 10 выделения интервала времени и является третьим входом блока 4 деления, при этом блок 1 управления соДержит последовательно соединенные генератор 11 тактовых импульсов и счетчик 12 с переменным коэффициентом деления, а также переключатель 13, выход которого связан с входом счетчика 12 с переменным коэффициентом деления, при этом выходы генератора 11 тактовых импульсов и счетчика 12 с перестра55

ЭтбюИ %4

"Ф сР амплитудное значение напряженности магнитного поля, Q= 4 - частота намагничивания lhI - число витков н первичной обмотке;

3ю — амплитудное значение намагничивающего тока, 8 y, — длина средней магнитной линии образца. где На1 ннаемым коэффициентом деления являются соответственно первым и нторым выходом блока 1 управления. Блок 2 намагничивания содержит последовательно соединенные генератор 14 намагничивания и намагничинающую обмотку 15, вторая клемма которой подключена к резистору 16 и является вторым выходом блока намагничивания, а также измерительную обмотку 17, вторая клемма которой является перным выходом блока 2 намагничивания блок 3 фиксации ампли,тудных значений содержит последовательно соединенные интегратор,18 и

35 детектор 19, выход которого является первым выходом, а вход интегратора 18 — первым входом блока 3 фиксации амплитудных значений, а также детектор 20, а выход — вторым выходом блока 3 фиксации амплитудных значений.

Интегратор 18 выполнен по схеме усилителя переменного тока с отрицательной обратной связью. Пиковые детекторы 19 и 20 являются преобразователями переменных напряжений н постоянные пропорциональные амплитудам напряжений на первичной 15 и вторичной 17 обмотках исследуемого сердечника. В качестве генератора 8 линейно изменяющегося напряжения используется управляемый интегратор. Узел 9 сравнения представляет собой компаратор, узел 10 выделе ния интервала. времени выполнен в виЗ5 де триггера со счетным входом. Генератор 6 опорной частоты представляет собой кварцевый генератор, собранный на логических элементах И-НЕ. Экстрематор 7 выполнен в ниде логического

4р устройства производящего сравнение кодов, больщий из которых индицируется на цифровом индикаторе. Генератор 11 тактовых импульсов, собран на логических элементах И-Hh с емкост45 ной отрицательной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

Ка первичную обмотку 15 блока 2 намагничивания поступает наь агничивающий ток синусоидальной формы. При этом в первичной обмотке 15 наводится магнитное поле напряженности

1057900

05=л 04

30

Это напряжение подается на второй вход узла 9 сравнения. Со вторичной обмотки 17 снимается напряжение, про- 45 порциональное ® н.

3 В(Ц

О®= а 6

50 где p — амплитудное значение магнитной индукции, Ъ вЂ” число витков во вторичной обмотке; сец - площад сечения контролируе- 55 мого .образца сердечника.

Составитель M.Êëûêîâà

Техред И. Надь Корректор А.Тяско

Редактор Е.Лушникова

9457/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеиий и открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ Ул. Проектная, 4

Таким образом, с образцового сопротивления 16, включенного последовательно с первичной обмоткой 15, снимается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля.. где,й - величина образцового сопротивления 16.

Это напряжение поступает на пиковый детектор 20 канала напряженности, где преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное амплитудному 15 значению. С выхода пикового детектора 20 напряжение поступает на генератор 8 линейно изменяющегося напряжения. Генератор 11 тактовых импульсов, блок 1 управления осуществляет „ 20 управление работой всего устройства, периодически вырабатывает импульс

"Начало измерения". Этим импульсом ,запускается генератор 8 линейно изменяющегося напряжения, напряжение 25 на выходе которого начинает нарастать от "0" по закону:

) где U5 - выходное напряжение генератора 8 линейно изменяющегося напряжения; время интегрирования, 35 постоянная генератора 8 линейно изменяющегося напряжения, 4 — выходное напряжение пикового детектора 20 канала напряжен-4 ности.

Это напряжение подается на интегратор 18, а затем полученное напряжение, пропорцнональ нор Р

8„„сой Все„., . "р - "и

9 о где cy — постоянная интегратора 18, поступает на пиковый детектор 19,где фиксируется постоянное напряжение, пропорциональное амплитудному значению В, . Это напряжение поступает на первйй вход узла 9 сравнения, где сравнивается с выходным напряжением генератора 8 линейно изменяющегося напряжения. В момент равенства

1.

U5 „— 04-0

3> где Ug — выходное напряжение пикового детектора 19 канала индукции. Узел 9 сравнения вырабатывает импульс "Конец измерения", которым триггер узла 10 выделения интервала времени опрокидывается в "О".Таким образом на выходе узла 10 формируется интервал времени, пропорцион аль ный от кло нению напряжений

О „ ц "6 намик., где а„„„- амплитудное значение магнитной проницаемости, который поступает на первый вход экстрематора 7. На второй вход зкстрематора 7 поступают импульсы генератора 6 опорной.частоты.В зкстрематоре 7 записывается код

"= о = о("амм."5 = цомпа." где =k g частота генератора б опорной частоты.

Этот код с помощью логического устройства экстрематора 7 сравнивается с ранее записанным ходом и больших из них инициируется на цифровом индикаторе 5.

Использование в предлагаемом устройстве метода радиоимпульсного намагничивания позволяет расширить частотный диапазон на 20 кГц. Введение экстрематора позволяет значительно уменьшить объем вычислительных операций. Усовершенствование блока управления упрощает методику измерения что повышает производительность контроля и упрощает работу оператора.

Использование цифровых измерительных приборов с выходов на цифропечать повышает точность измерения до 1%.