Устройство для получения синусоидальной индукции в ферромагнитных образцах

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении магнитных характеристик ферромагнитных материалов в режиме синусоидальной индукции. Целью изобретения является повышение точности формирования синусоидальной формы индукции за счет уменьшения фазовых сдвигов между основной и высшими гармониками намагничивающего сигнала при перемагничивании образца в широком диапазоне значений магнитной индукции, повьш1ения устойчивости устройства . Устройство содержит усилитель 1 мощности, исследуемый образец 2с намагничивающей 3 и измерительной 4 обмотками, выделяющий фильтр 5, блок 6 автоматической регулировки ослабления фильтра 5. Связь меяоду блоками устройства приводит к возникновению отрицательной обратной связи (ОС) на частотах, лежащих за пределами полосы подавления фильтра 5, и положительной ОС на частоте режекции фильт- :ра 5. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5l)4 G 0l R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рег. ча

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4186673/24-21 (22) 26.01 ° 87 (46) 07.01,89, Бюл. N 1 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) П,А. Давидович, И.И,Брановицкий и А.А.Ясютин (53) 621.31?.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 675380, кл. G 01 R 33/12, 22.03.78.

Авторское свидетельство СССР

 758025, кл. G 01 R 33/12, 02.06.78. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНУ-, СОИДАЛЬНОЙ ИНДУКЦИИ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ.

ОБРАЗЦАХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении магнитных характеристик ферромагнитных материалов в

„„SU„„1449954 А 1 режиме синусоидальной индукции. Целью изобретения является повышение точности формирования синусоидальйой формы индукции эа счет уменьшения фазовых сдвигов между основной и высшими гармониками намагничивающего сигнала нри перемагничивании образца в широком диапазоне значений магнитной индукции, повышения устойчивости устройства. Устройство содержит усилитель 1 мощности, исследуемый образец

2 с:намагничивающей 3 и измерительной

4 обмотками, выделяющий фильтр 5, блок 6 автоматической регулировки ослабления фнпьтра 5. Связь между блоками устройства приводит к возникновению отрицательной обратной связи (ОС) на частотах, лежащих за пределами полосы подавления фильтра 5, и положительной ОС на частоте режекции фильт;ра 5. 2 э.п.ф-лы, 3 ил.! /б/4 99 )4

Изобрел е ние относится к измерительной технике и может быть исполь25 зовано при измерении магнитных характеристик ферромагнитных материалов в режиме синусоидальной индукции.

Цель изобретения — повышение точности формирования синусоидальной формы индукции за счет уменьшения фазовых сдвигов между основной и высшими гармониками намагничивающего сигнала при перемагничивании образца в широком диапазоне значений магнитной индукции, повьппение устойчивости устройства. 15

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема режекторного фильтра; на фиг.3 — схема блока автоматического регулирования ослабления режекторного фильтра. 20

Устройство содержит усилитель 1 мощности, исследуемый образец 2 с намагничивающей 3 и измерительной 4 обмотками, перестраиваемый по частоте режекторный фильтр 5 с регулируемым ослаблением, блок 6 автоматической регулировки ослабления фильтра 5. Выход усилителя 1 соединен с намагничивающей обмоткой 3, охватывающей образец 2, измерительная обмотка 4 соеди- 30 ( иена с входом режекторного фильтра 5, выход которого соединен с входом усилителя 1 и с входом блока 6, выход которого соединен с управляющим входом режекторного фильтра 5.

Фильтр 5 включает двойной Т-образный мост (2Т мост) 7, вход которого соединен с входом фильтра, операционный усилитель (ОУ) 8 и делитель 9 напряжения. Блок б содержит последова- г0 тельно соединенные входной усилитель

10 и делитель 11 напряжения, выход которого соединен с входами пиковых детекторов 1? и 13, выходы которых соединены с управляющими входами уп- 45 равляемых аттенюаторов 14 и 15, объединенные выходы которых соединены с выходами блока 6. 2Т мост 7 включает переменные резисторы 16-18, объединенные общей механической связью„ и конденсаторы 19 — 21, выход 2Т моста 7 соединен с неинвертирующим входом ОУ

8, инвертирующий вход которого соединен с его выходом, входом делителя 9 напряжения и выходом фильтра 5, сред- 55 няя точка 2Т моста 7 соединена с выходом целителя 9 напряжения и управляющим входом фильтра 5. Делитель 9 напряжения имеет переменный резистор

2? и резистор ? 1, пиковый детектор 12 включает диод 24, аноц которого соединен с входом пикового детектора, а катод с его выходом, и конденсатор

25, выводы которого соединены с катодом диода 24 и общей шиной. Пиковый детектор 13 содержит диод 26, катод которого соединен с его входом, а анод с выходом, и конденсатор 27, выводы которого соединены с анодом диода и общей шиной, аттенюаторы 14 и 15 выполнены на транзисторах 28 и 29 соответственно и-р-п и р-и-р типа, базы которьгх соединены с управляющими входами аттенюаторов, коллекторы с их выходами, а эмиттеры — с общей шиной.

Режекторный фильтр 5 является перестраиваемым по частоте, перестройка осуществляется ивменением сопротивлений резисторов 16-18, Ослабление фильтра 5 зависит от соотношения сопротивлений резисторов 22 и 23, резистор 22 задает минимальное ослабление фильтра 5. Последний ослабляет сигнал на частоте, определяемой параметрами 2Т моста 7 и поворачивает фазу на этой частоте íà 180, Блок 6 работает следующим образом.

Сигнал с выхода фильтра 5 подает" ся на вход блока 6, усиливается усилителем IO, делится делителем ll u подается на диоды 24 и 26. Если его амплитуда больше падения напряжения на этих диодах, через них начинает течь ток, который заряжает конденсаторы 25 и 27 соответственно во время положительной и отрицательной полуволн. В зависимости от напряжения на конденсаторах .25 и 27 рабочие точки транзисторов 28 и 29 смещаются по вольтамперным характеристикам на более крутые участки, что приводит к уменьшению их дифференциального сопротивления, Это сопротивление в свою очередь шунтирует резистор 23 фильтра 5, что приводит к уменьшению коэффициента передачи фильтра 5 на частоте подавления. Следствием этого является уменьшение сигнала на входе блока 6. Амплитуда установившихся колебаний задается делителем 11.

Устройство работает следующим образом.

Связь между блоками устройства, показанная на фиг.l, приводит к возникновению отрицательной обратной связи (ОС) на частотах, лежащих за

14 предела,1и попс)с ы поля Иле ция ()ил ез тра

5, и положите и.н .й I!I" ца частоте ре жекции фильтра

Условия 1 lIpH которых В vcTpoAct ве возникает ус Гойчивый автоколебательный процесс с час тотой режекции

F и соблюдается требование линейносP ти для частот 3F и более, соответствуют следующему.

Диапазон регулирования коэффициента передачи фильтра 5 на частоте режекции должен удовлетворять усло-вию

К с с К

МОН макс С

К и К „„„, — соотв е тств енно наиФ Ф

М к Н меньший и наибольший. коэффициенты передачи фильтра 5 на частоте FP, К„- коэффициент усиления усилителя 1 на частоте Рр, При минимальном коэффициенте передачи фильтра 5 К „„ на частоте Fp

Ф его коэффициент передачи на частотах

3Гр и более должен достигать значе.ния, близкого к единице. Наличие блока 6 приводит к тому, что при увеличении амплитуды сигнала Hà его входе коэффициент передачи фильтра 5 на частоте FP уменьшается нелинейно. В зависимости от соотношения сопротивлений транзисторов 28 и 29 коэффициент передачи фильтра 5 на частоте 1ь принимает различные значения. При этом чем меньше сопротивление аттенюатора 14 или 15, тем меньше коэффициент передачи фильтра 5 на частоте по" давления.

Особенностью устройства является отсутствие фазового сдвига между сигналами в образце и задающем генераторе, а также то, что отрицательная и . положительная ОС обеспечиваются одним блоком — режекторным фильтром. Это обеспечивает высокую точность задания синусоидальной индукции в образце в широком диапазоне напряженности перемагничивающего поля.

Формула и э о б р е т ения

l. Устройство для получения синусоидальной индукции в ферромаг|.итных

4 t/

4 образцах, содержащее намагничивающую и измерительную обмотки, усилитель мощности, Выход которого соединен с первым выводом намагничивающей обмотки, второй вывод которой соединен с общей шиной и первым выводом измерительной обмотки и режекторный фильтр, отличающееся тем,что,с целью йовышения точности формирования индукции синусоидальной формы, оно снабжено блоком автоматической регу-. лировки ослабления режекторного фильтра, при этом вход режекторного фильт" ра соединен с вторым выводом измерительной обмотки, а выход режекторного фильтра соединен с входом усилителя мощности, причем вход блока автоматической регулировки ослабления режекторного фильтра соединен с выхо" дом режекторнбго фильтра,.а выход . блока автоматической регулировки ослабления режекторного фильтра соединен с управляющим входом режекторного

25 фильтРа.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок автоматической регулировки ослабления режекторного фильтра выполнен в виде посЗО ледовательно соединенных усилителя и делителя напряжения, выход которого соединен.с входами двух пиковых детекторов, выходы которых соединены с управляющими входами аттенюаторов с

35 объединенными первыми выводами, соединенными также с выходами блока автоматической:регулировки, вход которого соединен с входом усилителя, при этом вторые выводы аттенюаторов соединены с общей шиной.

3. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что режекторный фильтр выполнен в виде двойного Т-образного моста, перестраиваемого по

45 частоте, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, входом делителя напряжения

50 и выходом режекторного фильтра, вход которого соединен с входом двойного

Т-образного моста, а выход делителя напряжения соединен со средней точкой двойного Т-образного моста и управляющим Входом режекторного фильтра.

1449954

Фиг.3

Составитель С.Шумилинская

Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова

Редактор Е,Папп

11рпзводс;венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4!

Закаэ 6965/47 Тираж 772 Подписное

BHHHIIH .осударственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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