Устройство для создания образцового изменяющегося магнитного поля

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для создания образцовых источников изменяющихся, в том числе и импульсных, магнитных полей. Цель изобретения - повьпаение точности и стабильности воспроизведения заданной формы изменяющегося магнитного поля. Она достигается тем, что в устройство для создания образцового изменяющегося магнитного поля введены дифференциальный усилитель 6, двухтактный усилитель мощности 7 и образцовый резистор 9. Оно содержит также п фильтров 2, га фазорегулирующих цепей 3, два сумматора 4 и 5, катушку магнитной, индукции 8, сравнивающий блок 10, инвертор 11, интегратор 12, задающий интегратор 1. Устройство позволяет I осуществить стабилизацию и коррекЬ цию формы магнитного поля и уменьшить динамическую погрешность по F крайней мере на порядок. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (li) сю 4 С 01 К 33/02,ц !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763020/24-21 (22) 29.06.84 (46) 30.11.86. Бюл. 9 44 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В.В. Брайко, С.Г. Таранов и Н.Ф. Терещенко (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Ф 491197, кл. G 01 R 33/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1121634, кл. G 01 R 33/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОБРАЗЦОВОГО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ ИАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для создания образцовых источников изменяющихся, в том числе, и импульсных, магнитных полей. Цель изобретения — повышение точности и стабильности воспроизведения заданной формы изменяющегося магнитного поля.

Она достигается тем, что в устройство для создания образцового изменяющегося магнитного поля введены дифференциальный усилитель 6, двухтактный усилитель мощности 7 и образцовый резистор 9. Оно содержит также и фильтров

2, m фазорегулирующих цепей 3, два сумматора 4 и 5, катушку магнитной индукции 8, сравнивающий блок 10 инвертор i 1, интегратор 12, задающий интегратор 1. Устройство позволяет осуществить стабилизацию и коррекцию формы магнитного поля и уменьшить динамическую погрешность по крайней мере на порядок. 2 ил.

1273752

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для создания образцовых источников изменяющихся, в том числе и импульсных, магнитных полей (ИМП).

Целью изобретения является повышение точности и стабильности воспроизведения заданной формы изменяющегося магнитного поля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2— структурная схема устройства с передаточными коэффициентами в операторной форме.

Устройство для создания образцового изменяющегося магнитного поля состоит из задающего генератора 1, связанного через систему и фильтров

2, m фазорегулирующих цепей 3 и первый сумматор 4 с первым входом второго сумматора 5, выход которого подключен к неинвертирующему входу диф ференциального усилителя 6, а его выход связан через двухтактный усилитель мощности 7 с катушкой 8 магнитной индукции, второй конец которой подключен к образцовому резистору 9, соединенному с инвертирующим входом дифференциального усилителя и вторым входом сравнивающего блока 10, первый вход которого связан с выходом задающего генератора 1, а выход через инвертор 11 — с входом интегратора l2 выход которого подключен к второму входу второго сумматора 5, второй вывод образцового резистора

9 связан с общей шиной.

Устройство работает следующим образом.

Усиленный сигнал с задающего генератора 1 воспроизводит в катушке

8 магнитной индукции заданное магнитное поле. Но при протекании тока по проводникам катушки изменяется их температура, изменяется выходное сопротивление катушки и, соответственно, воспроизводимая форма магнитного поля. Выходной ток (г.) одновре менно течет и по образцовому резистору 9. При увеличении сопротивления катушки 8 магнитной индукции уменьшается протекающий ток в образцовом резисторе, а значит, увеличивается входная разность л П „ и, соответственно, выходное напряжение

U8ц„(t) дифференциального усилителя

6, прежнее значение i (t) = (с)протекающего тока восстанавливается.Данный контур стабилизации позволяет при длительной работе устройства поддерживать неизменным образцовое магнит5 ное поле.

Для восстановления требуемой формы применяется второй контур обратной связи. Разностный сигнал U снимаемый со сравнивающего блока 10, инвертируется инвертором 11, затем интегрируется в интеграторе l2 и поступает во второй сумматор 5. С помощью системы и фильтров 2 и m фазорегулирующих цепей 3 подстраивают фазовые углы гармонических составляющих задающего сигнала таким образом, чтобы при суммировании сигналов задающего генератора 1 U> и корректирующего

U восстанавливалась. требуемая форма образцового магнитного поля. Включение блоков системы п фильтров 2 m фазорегулирующих цепей 3 и первого сумматора 4 в основной тракт позволяет значительно улучшить параметры воспроизводимого образцового магнитного поля, так как устраняется погрешность подстройки фазовых углов гармоник во втором контуре обратной связи и связанные с ним наводки и

ЗО уменьшается динамическая погрешность воспроизведения, возникающая вследствие запаздывания сигналов с корректирующего тракта.

Погрешность усилительной части

35 структурной схемы (фиг.1), включающей дифференциальный усилитель, усилитель мощности, нагруженный на катушку,подсоединенной в цепь обратной связи (ОС), равна

Ра КP

Р >1+kg I+kP(Р "Р1 где, — коэффициент обратной связи на постоянном токе;

P — текущий коэффициент обратной связи; коэффициент передачи, — погрешность цепи обратной связи; — погрешность прямой цепи; с — фазовый сдвиг в цепи обратной связи.

При воспроизведении полигармонического сигнала и при kP» 1

55 погрешность, вносимая и-й гармоникой, равна (Z ), ПХ

So 1 (; =- --g + — — — (g +1cos nq ), (2) и„P nP i y p nv, К 7

1273752

1+рт (7) 1

1+рТ+-- (1+р с) рТ

r+yL ьц=в( (Р1 kr

35

r+pL

=в(

2

1+рт

1+рт+-- (р+р — )т

1 aL

k Г где It — погрешность цепи ОС на и» гармонике; погрешность прямого тракта на п-гармонике.

Иэ уравнений (1) и (2) видно, каким образом можно стабилизировать при высоком быстродействии устройства выходной ток, а следовательно, и образцовое магнитное поле.

На структурной схеме (фиг ° 2) с передаточным коэффициентом в оперативной форме представлена общая передаточная функция устройства:

r 1 1

<5

U + -U k — — +U — — aU k — — = (Р) р r+ pL <РJJ р Т r+pL

60, (3) В =ьБ k — —, r (4) (p) r+pL где r — - активное сопротивление цепи, L — - индуктивность катушки

6U — приращение напряжения;

U< > — напряжение сигнала;

В<Р1 — индукция сигнала.

Из системы уравнений, преобразуя второе уравнение и подставляя в первое, получают

Э

r+pL kr 1 (Р1 (Р) kr r+pL p Т

1 г+pL

+U В(<Р1 рТ (Р1 kr r+pL

Ц 1+-- = — +В + — - . (Ь)11

1 r+nL (pl рrj <Р1 рт <Р1

Общая передаточная функция

11В

1 Г+ПL рТ kr

1+рт а при коэффициенте k oo, передаточная функция устройства М<Р1 - 1, т.е. устройство приобретает безынерционные свойства, Таким образом, удается осуществить стабилизацию и коррекцию формы магнитного поля и уменьшить динамическую погрешность по крайней мере на порядок, применяя данные принципы построения устройства для создания образцового изменяющегося магнитного поля.

Формула изобретения

Устройство для создания образцового изменяющегося магнитного поля, содержащее задающий генератор, первый сумматор, катушку магнитной индукции, сравнивающий блок, инвертор, п фильтров, m фазорегулирующих цепей, второй сумматор и интегратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности воспроизведения заданной формы изменяющегося магнитного поля, дополнительно введены дифференциальный усилитель, двухтактный усилитель мощно-, сти и образцовый резистор, причем задающий генератор соединен через систему и фильтров, ш фазорегулирующих цепей и первый сумматор с вторым сумматором, выход которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с катушкой магнит- . ной индукции и образцовым резистором, соединенным с общей шиной, выход дифференциального усилителя подключен через двухтактный усилитель мощности к второму выводу катушки магнитной индукции, выход сравнивающего блока через инвертор и интегратор соединен с вторым входом второго сумматора, первый вход сравнивающего устройства соединен с задающим генератором, а второй вход соединен с образцовым резистором, 1273752

Составитель В. Шульгин

Техред В.Кадар Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Веселовская

Заказ 6467/38 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4