Устройство для измерения магнитной индукции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, состоящее из генератора возбуждения, содержащего задающий генератор и первьй делитель частоты, и последовательно соединенных ферромодуляционного преобразователя , резонансного усилителя, фазочувствительнаго детектора, регистрирующего прибора, причем один выход генератора возбуждения подключен к. входу ферромодуляционного преобра;зователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно введены второй делитель частоты на два, два блока совпадений , инвертор и D -триггер, а первьй делитель частоты состоит из двзос последовательно включенных делителей частоты на два, при этом вход второго делителя частоты на два подключен к выходу задающего генератора, прямой выход второго делителя частоты подключен к входу первого делителя частоты, а инверсный - к первому входу первого блока совпадений и входу синхронизации Д) -триггера, второй вход первого блока совпадений подS6 ключен к точке деления на два первого делителя частоты, выход первого сл блока совпадений через инвертор подключен к первому входу второго блока совпадений, второй вход которого подключен к информационному входу и инверсному выходу D -триггеров, выход второго блока совпадений подключен к R -входу D. -триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного со детектора. 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3534749/24-21 (22) 06. О1. 83 (46) 30.07.85. Бюл. 11 - 28 (72) В,В. Афанасьев, В.Г. Ефимова, M.M. Кабанов и Ю.П. Обоишев (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Афанасьев Ю.В. Феррозонды.

Л.; Энергия, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 756324, кл. G 01 R 33/02.

54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, состоящее из генератора возбуждения, содержащего задающий генератор и первый делитель частоты, и последовательно соединенных ферромодуляционного преобразователя, резонансного усилителя, фазочувствительного детектора, регистрирующего прибора, причем один выход генератора возбуждения подключен к. входу ферромодуляционного преобразователя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно введены второй делитель

„„SU„„1170389

I частоты на два, два блока совпадений, инвертбр и ) -триггер, а первый делитель частоты состоит из двух последовательно включенных делителей частоты на два, при этом вход второго делителя частоты на два подключен к выходу задающего генератора, прямой выход второго делителя частоты подключен к входу первого делителя частоты, а инверсный — к первому входу riepвого блока совпадений и входу синхронизации З -триггера, второй вход первого блока совпадений подключен к точке деления на два первого делителя частоты, выход первого блока совпадений через инвертор подключен к первому входу второго блока совпадений, второй вход которого подключен к информационному входу и инверсному выходу 3 -триггеров, выход второго блока совпадений подключен к 1 -входу 2 -триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного детектора.

1170389

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности предназначено для измерений постоянной и низкочастотной переменной магнитной индукции, и может быть ис- 5 пользовано в геофизике, приборостроении, электро- и радиотехнике, машиностроении и других областях народного хозяйства.

Цель изобретения — повышение 10 точности измерений за счет обеспече- ния необходимого фазового сдвига между напряжением возбуждения и опорным напряжением.

На фиг. 1 изображена структурная 15 схема устройства для измерения магнитной индукции на фиг. 2, — эпюры напряжений генератора возбуждения.

Устройство содержит задающий генератор 1, второй делитель 2 . 20 частоты на два, к прямому выходу которого подключен первый делитель

3 частоты, состоящий из двух последовательно соединенных делителей 4 и 5 частоты на два, а к инверсному - 25 первый вход первого блока 6 совпадений и вход синхронизации Э .-триггера 7. Второй вход. первого блока

6 совпадений подключен к точке деления на два первого делителя

3 частоты. Выход первого блока 6 совпадения через инвертор 8 подключен к первому входу второго блока

9 совпадений, второй вход которого подключен одновременно K 3) -входу 35 и -выходу (информационному входу и инверсному выходу 2 -триггера 7.

Выход второго блока 9 совпадений подключен к 1 -входу (установочному) 2 -триггера 7. С выхода первого 40 делителя 3 через усилитель 10 мощности возбуждение подается на вход ферромодуляционного преобразователя 11 и затем на вход резонансного усилителя 12. С выхода резонансного 45 усилителя 12 напряжение второй гармоники поступает на вход фазочувствительного,цетектора 13, на другой вход которого поступает напряжение с Q -выхода 1) -триггера 7. Выход фазочувствительного детектора подключен к входу регистрирующего прибора 14.

Устройство для измерения магнитной индукции работает следующим 55 образом.

Переменное напряжение 0< (фиг. 2а) задающего генератора 1 через второй делитель 2 частоты на два подается на вход первого делителя частоты 3. Делители 2, 4, S частоты на два вырабатывают напряжения 0» 0 и 04 соответственно (фиг. 2б, в, г). В результате частота- выходного напряжения первого делителя 3 частоты в 8 раз меньше, чем частота 1, задающего генератора 1. Выходное напряжение

04 делителя 3 частоты через усилитель 10 мощности поступает на вход ферромодуляционного преобразователя 11 и возбуждает его. На второй вход преобразователя 11 поступает сигнал измеряемой индикации.

Выход усилителя. 10 мощности является выходом генератора возбуждения.

Резонансный усилитель 12 выделяет напряжение второй гармоники ферромодуляционного преобразователя 11, усиливает его. Это напряжение 0 . поступает на сигнальный вход фазочувствительного детектора 13. На другой вход фазочувствительного детектора 13 поступает опорное напряжение 0, фазовый сдвиг которого по отношению к полезному сигналу

09 должен быть неиэменен,а также равен нулю, например при положитель-. ной полярности измеряемой магнитной индукции B

Учитывая, что выходное напряжение второй гармоники ферромодуляционного преобразователя 11 сдвинуто

/ на угол H /2 по отношению к напряжению возбуждения, для обеспечения фазового сдвига между двумя входными напряжениями фазочувствительного детектора ц и U равного нулю, опорное напряжение U должно быть сдвинуто относительно напряжения возбуждения на угол Т /2, т.е. сдвинуто по отношению к напряжению

Ц1 на угол (/2. Это осуществляется использованием инверсного на— пряжения 05 (фиг. 2д) второго делителя 2 частоты, т.е. напряжения инверсного по отношению к напряже— нию 0, Но частота напряжений () вдвое больше, чем частота полезного сигнала U9, и поэтому напряжение подается на вход фазочувствительного детектора 13 через О -триггер 7, который также выполняет функцию делителя частоты на два.

Использование вместо Э -триггера счетного триггера или другого

11703 з делителя частоты на два, не имеющего установочных входов, не представляется возможным. Это связано с тем, что в моменты включения питания обычный делитель частоты на два (счетный триггер) может находиться в любом из двух состояний, т.е. на прямом выходе возможно либо наличие положительного напряжения п It (так называемой единицы ), либо 1О наличие "единицы" на инверсном выходе. С точки зрения работы дели.теля частоты эта двухзначность начального состояния значения не имеет, но в средствах измерений с ФМП это приводит к тому, что опорное напряжение U и напряжение полезного сиг8. нала 0 на входах фазочувствительного детектора находятся либо в фазе (фазовый сдвиг равен нулю), либо в противофазе (фазовый -сдвиг равен ц ). Это обстоятельство приводит,. в свою очередь, к двухзначности обратной связи и к полному нарушению работоспособности автокомпен. сационных средств измерений, так как при одном из начальных состояний возможно наличие положительной обратной связи вместо отрицательной.

"Привязка" фазы опорного напряжения

Og к напряжению полезного сигнада осуществляется благодаря использованию О -триггера 7 в качестве

5 делителя частоты, первого блока 6 совпадений, инвертора 8 и второго блока 9 совпадений, включенных ука 35 занным на фиг. 1 образом. "Привязка" фазы опорного напряжения осуществляется установкой начального состояния 2 -триггера 7, с помощью

40 выходного сигнала 0> блока 9 совпадений, на один вход которого подается напряжение импульсной формы

89 4

Ц (фиг. 2е) . Причем необходимо, 6 чтобы длительность импульса этого напряжения была равна полупериоду напряжения 0, период равен периоду напряжения 0 . Это осуществляЭ ется использованием первого блока 6 совпадений и инвертора 8. На один вход первого блока 6 совпадений подается напряжение U с инверсного выхода второго делителя 2 частоты на два, на другой вход-напряжение

Ц с вь«хода делителя 4 частоты.

Выходное напряжение блока 6 совпадений инвертируется инвертором 8 и принимает вид, изображенный на фиг. 2е— напряжение U Ä

Установка начального состояния, Р -триггера 7 нужна только в том случае, если фаза его выходного сигнала противоположна требуемой; поэтому управляющий сигнал на установочном входе З -триггера 7 появляется только в зависимости от его начального состояния. Это достигается тем, что управляющий сигнал на установочный вход 3 -триггера подается с выхода второго блока 9 совпадений, «!а один из входов которого подается напряжение с выхода ,инвертора 8, а на другой вход— напряжение с инверсного выхода

3 -триггера 7. В том случае, если фаза выходного напряжения Оц Э -триггера 7 не соответствует требуемой (фиг. 2ж), то на его установочный вход подается короткий импульс U (фиг. 2з), который устанавливает требуемое состояние ) -триггера (фиг. 2и) . В том случае, если фаза выходного напряжения LI (фиг. 2к)

Р†тригге соответствует требуемой, то на его установочный вход подается постоянное напряжение (фиг. 2д).

1170389 а / гд, дд

"Ь з и, и у

Составитель В.Шульгин

Редактор Н.Киштулинец Техред M.Гергель

Заказ 4701/43

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

Корректор.E.Ñèðîõìàí

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Госудкрственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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