Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, содержащее , рабочую катушку магнитной индукции , последовательно соединенные квантовьй преобразователь, усилитель и фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности создания эталонного магнитного поля , оно дополнительно снабжено электронными ключами, трехкомпонентной катушкой компенсации, запоминающими блоками, последовательно соединенными времязадающим генератором, кольцевым счетчиком и логическими злемен ,тами ИЛИ, источником токов компенсации , делителем с переменным коэффициентом деления и резистором, а рабочая катушка магнитной индукции и катушка обратной связи снабжены двумя ортогонально расположенными аналогичными катушками, резистор через последовательно соединенные электронные ключи и запоминающие блоки соединен с входами рабочей катушки магнитной индукции и одновременно через обмотки катушек обратной связи с выходами соответствующих электронных ключей, первые входы которых соединены с выходом фазового детектора, второй вход последнего через делитель с переменным коэффициентом деления соединен с опорным генератором, обмотки трехкомпонент«о ной катушки компенсации через свои (Л электронные ключи соединены с вЪ1ходаг4И источника токов компенсации , при этом вторые входы электронных ключей трехкомпонентной рабочей катушки и электронных клн)чей катушки обратной связи соединены с соответствуюпдами выходами кольцевого . счетчика, а вторые входы электронных ключей катушки компенсации соединены с соответствующими выходами Од логических элементов ИЛИ, выход перво го из которых соединен с вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, при этом магнитные оси обмоток соответствующих компонент рабочей катушки, катушки компенсации и катушки обратной связи параллельны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

7 А ())) SU (1)) 4(51) G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ))) f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3590334/24-21 (22) 13. 05. 83 (46) 15.02.85. Бкит. р 6 (72) К.К.Барахнин и В.Я.Шифрин (53) 62 1.31.7.44(088.8) (56) 1. Ширер Л.Д. Получение очень стабильных магнитных полей. Приборы для научных исследований. Т.32, 9 11, 1961.

2. Ломаный В.Д. Образцовая мера магнитной индукции, работающая в сложных магнитных условиях. "Геофизическая аппаратура", Л., "Недра", 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ

ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, содержащее. рабочую катушку магнитной индукции, последовательно соединенные квантовый преобразователь, усилитель и фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности создания эталонного магнитного поля, оно дополнительно снабжено. электронными ключами, трехкомпонентной катушкой компенсации, запоминающими блоками, последовательно соединенными времязацающим генератором, кольцевым счетчиком и логическими элемен,тами ИЛИ, источником токов компенсации, делителем с переменным коэффициентом деления и резистором, а рабоиая катушка магнитной индукции и катушка обратной связи снабжены двумя ортогонально расположенными аналогичными катушками, резистор через последовательно соединенные элект ронине ключи и запоминающие блоки соединен с входами рабочей катушки магнитной индукции и одновременно через обмотки катушек обратной связи с выходами соответствующих электронных ключей, первые входы которых соединены с выходом фазового детектора, второй вход последнего через делитель с переменным коэффициентом деления соединен с опорным генератором, обмотки трехкомпонентной катушки компенсации через свои электронные ключи соединены с выходами источника токов компенсации, при этом вторые входы электронных ключей трехкомпонентной рабочей (катушки и электронных ключей катушки обратной связи соединены с соот-. ветствующими выходами кольцевого счетчика, а вторые входы электройных ключей катушки компенсации соединены с соответствующими выходами логических элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с вторым вхо\ дом делителя с переменным коэффициентом деления, при этом магнитные оси обмоток соответствующих компонент рабочей катушки, катушки компенсации и катушки, обратной связи параллельны.

1140067

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для компенсации вариаций магнитной индукции в составе образцовых средств измерений, предназначенных для поверки приборов и мер магнитной индукции.

Известно устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, содержащее рабочую катушку магнитной индукции, фазовый детектор, кван- . 10 товый преобразователь с усилителем, опорный генератор, катушку обратной связи 1 3.

Недостатком этого устройства является невозможность осуществления компенсации вариаций по трем компонентам магнитной индукции и низкая точность компенсации вариаций, обусловленная влиянием ортогональных компонентов. 20

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, которое содержит рабочую катушку магнитной индукции, после-2Б довательно соединенные квантовый преобразователь, усилитель и фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи. Рабочая катушка маг— нитной индукции соединена последовательно с катушкой обратной связи и выходом фазового детектора, на один ,из входов которого подключен квантовый преобразователь с усилителем,а другой вход фазового детектора соединен с опорным генераторомГ22.

Недостатком этого устройства является низкая точность, так как не учитывается пространственное положение вектора магнитной индукции.

Целью изобретения является повышение точности создания эталонного магнитного поля за счет компенсации вариаций поперечных компонент магнит- „ ной индукции.

Цель достигается тем, что устройство для компенсации вариаций магнитной индукции, содержащее рабочую ка— тушку магнитной индукции, последова- 0 тельно соединенные квантовый преоб,разователь, усилитель и фазовый детектор, опорный генератор, катушку обратной связи, дополнительно снабжено электронными ключами, трех- 55 компонентной катушкой компенсации, запоминающими блоками, последовательно соединенными времязадающим генератором, кольцевым счетчиком и логи= ческими элементами ИЛИ, источником токов компенсации, делителем с пере— менным коэффициентом деления и резистором, а рабочая катушка магнитной индукции и катушка обратной связи снабжены двумя ортогонально расположенными аналогичными катушками, резистор через. последовательно соединенные электронные ключи и запоминающие блоки соединен с входами рабочей катушки магнитной индукции и одновременно через обмотки катушек обратной связи с выходами соответствующих электронных ключей, первые входы которых соединены с выходом фазового детектора, второй вход последнего через делитель с переменным коэффициентом деления соединен с опорным генератором, обмотки трехкомпо-.. нентной катушки компенсации через свои электронные ключи соединены с выходами источника токов компенсации, при этом вторые входы электронных ключей треххомпонентной рабочей катушки и электронных ключей катушки обратной связа соединены с соответствующи-, ми выходами кольцевого счетчика, а вторые входы электронных ключей катушки компенсации соединены с соответствующими выходами логических элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, при этом магнитные оси обмоток соответствующих компонент ра-. бочей катушки, катушки компенсации и катушки обратной связи параллельны, На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции содержит ра6очую катушку 1 магнитной индукции, фазовый детектор 2, квантовый преобразователь 3 с усилителем 4, катушку 5 обратной связи, трехкомпонентную катушку компенсации 6, три электронных ключа 7-1-7-3 катушки компенсации, три электронных ключа 8-1-8-3 катушки 5 обратной связи, три электронных ключа 9-1-9 — 3 рабочей катушки три запоминающих блока 10-1-10-3, три логических элемента ИЛИ 11-1-11""3„ кольцевой счетчик 12, времязадающий генератор 13, источник токов компенсации 14, делитель 15 с переменным

Э 114006 коэффициентом деления, резистор 16, опорный генератор 17, при этом рабочая катушка 1 магнитной индукции и катушка 5 обратной связи выполнены

/ трехкомпонентными, Трехкомпонентная катушка компенсации 6 подключена к источнику токов компенсации 14 через электронные ключи 7-1-7-3. Управляющие входы ключей 7-1-7-3 соединены с выходом сост- 10 ветствующих логических элементов

ИЛИ 11-1-11-3. Входы логических элементов 11;1-11-3 подключены к выходам кольцевого счетчика 12, вход которого соединен с времязадающим генера- 15 тором 13. Параллельно к выходам кольцевого счетчика 12 подключены соответствующие входы электронных ключей 8-1-8-3 катушки обратной связи 5.

Электронные ключи 8-1.-8-3 соединяют

20 выход фазового детектора 2 с тремя обмотками катушек обратной связи 5 и последовательно соединенными с ними резистором 16. Резистор 16 через соответствующие электронные клю9-1-9-3 рабочей катушки 1 и запоминающие блоки 10-1- t0-3 соединен с тремя обмотками рабочей катушки 1.

К одном- из входов фазового детектора 2 подключен выход квантового преобразователя 3 с усилителем 4, а к другЬму входу через делитель 15 с переменным коэффициентом деления подключен опорный генератор 17.

Управляющий вход делителя 15 с пере.менным коэффициентом деления соединен с выходом логического элемента

ИЛИ 11-1.

Устройство для компенсации вариаций магнитной индукции работает сле- 40 дующим образом.

Обмотки, соответствующие компонентам магнитной индукции трехкомпонентной катушки компенсации 6, поочередно отключаются от источника токов 45 компенсации 14 посредством трех электронных ключей 7-1-7-3, управляемьи .через логические элементы

ИЛИ:11-.1-11-3 кольцевым счетчиком 12, меняющим состояния под действием им- 50 пульсов времязадающего генератора 13.

Одновременно с помощью трех ключей

8-1-8-3, управляемых от кольцевого счетчика 12, выход фазового детектора 2 подключается к одной из обмо- 55 ток .катушки обратной связи 5, которые соединены с резистором 16. Напряжение с резистора 16, пропорциональное при7 4 ращению одной из компонент магнитной ,индукции, поступает через один из ключей 9-1-9-3 на соответствующие запоминакнцие блоки 10-11-10-3. Рабочая катушка 1 магнитной индукции преобразует выходное йапряжение запоминающих блоков 10-1-10-3 в маг нитную индукцию, равную и противопо-. ложно-направленную приращениям (вариациям) компонент магнитной индукции.

В любой момент времени устройство для компенсации вариаций магнитной индукции находится в одном из трех устойчивых состояний, смена которых определяется частотой времязадающего генератора 13. !

В любом устойчивом состоянии одновременно включены: две компонен:ты катушки компенсации 6 — к источнику токов компенсации 14, ортогональная им компонента катушки обратной связи 5 — к выходу фазового детектора 2, параллельно ей ориентированная компонента рабочей катушки 1 магнитной индукции, вместе со своим запоминающим блоком . — к резисто— ру 16. Остальные две компоненты рабочей катушки 1 магнитной индукции со своими запоминающими блоками отключены от резистора 16. Все остальные компоненты катушек отключены.

При переходе к следующему устойчивому состоянию одна из включенных ранее компонент катушки компенсации 6 отключается, а ранее выключенная компонента катушки компенсации 6 подключается к источнику тока компенсации 14. Одновременно, вместо ранее включенных компонент катушки обратной связи 5 и рабочей катушки 1 магнитной индукции со своим запоминающим блоком, подключаются одноименные компоненты катушки, ориентированные перпендикулярно вновь образованной паре компонент катушек компенсации 6. При этом компонента рабочей катушки 1 подключается к резистору 16 вместе со своим запоминающим блоком. Компонента рабочей катушки 1, подключенная в предыдущем устойчивом состоянии вместе со своим запоминающим блоком к резистору 16, отключается от последнего.

Третья компонента рабочей катушки остается подключенной к своему запоминающему блоку. Все остальные

1140067 компоненты катушек отключены.

Далее процесс повторяется.

В результате рассмотренной последовательности включения и отключения компонент катушек в каждом ус- 5 тойчивом состоянии в объеме квантового первичного преобразователя 3 нескомпенсированной оказывается только составляющая магнитной индукции, соответствующая направлению ориен- 1и тации компоненты катушки обратной связи 5, подключенной в данный момент к выходу фазового детектора 2. Ток

8 цепи обмотки этой катушки, пропорциональный вариациям нескомпенсированной составляющей магнитной индукции, протекает по резистору 16.

Напряжение с резистора 16 подается через ключи 9-1-9-3 и запоминающие блоки 10-1-10-3 на компоненту рабочей катушки 1 магнитной индукции, также ориентированную вдоль нескомпенсированной составляющей магнитной индукции. Рабочая катушка 1 магнитной индукции преобразует выходное на ряжения запоминающего блока 10-1-10-3 в магнитную индукцию равную и противоположно направленную приращению значения данной составляющей.

После отключения соответствующе30 го запоминающего блока от резистора 16, оно поддерживает с помощью рабочей катушки 1 магнитной индукции (в ее рабочем объеме) установленный уровень данной составляющей магнитной индукции в течение еще двух следующих устойчивых состояний - до очередного его подключения к резистору 16. Компенсация вариаций остальных двух составляющих происходит аналогично. !

Недостатками прототипа является невозможность компенсации магнитной индукции по трем составляющим, что не позволяет испольэовать его для поверки трехкомпонентных приборов и низкая точность 0,01Х. Применение предлагаемого устройства в составе поверочной установки для приборов и мер магнитной индукции позволит использовать ее для поверки трехкомпонентных приборов, что расширит. функциональные возможности установки.

Применение устройства в составе поверочной. установки для приборов и мер магнитной индукции позволит повысить точность воспроизведения магнитной индукции в области слабых магБ нитных полей (меньше 10 Т) в среднем в 20 раз по сравнению с прототипом..

1140067

Составитель В.Шульгин

Редактор И.Товтии Техред М.Надь Корректор Л.Пилипенко

Заказ 258/35 Тираи 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

tf3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4