Осциллографический феррометр

 

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике. Цель - повышение точности измерений. Сущность : в блок формирования изображения осей дополнительно введены блок управления частотой генератора импульсов пометки осей, блок управления коэффициентом деления делителя частоты генератора импульсов осей и блок тробирования областей максимальной фазовой чувтвительности. Блок управления частотой генератора импульсов осей выполнен в виде последовательно соединеных формирователя управляющего сигнала и управляемого источника тока. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 С 01 R 33/12

ВРЕсоад и F

Г тмт1;„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и где n — целое число.

n+1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 507144 (21) 3224304/18-21 (22) 15,01.81 (46) 07.09.89. Бюп. У 33 (71) Вильнюсское отделение Всесоюзного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и тФхнологического института малых электрических машин (72) В.К.Могилевский и Ф.Ф.Бароха (53) 621.317.44 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 507144, кл. G 01 R 33/12, 1973. (54)(57) 1 ° ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФЕРРОИЕТР по авт. св. N 507144,. о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в блок формирования иэображения осей дополнительно введены блок управления частотой генератора импульсов пометки осей, блок управления коэффициентом деления делителя частоты генератора импульсов пометки осей и блок стробирования области максимальной фазовой чувствительности, входы которого свяэаны с выходами делитеИзобретение относится к магнитоизмерительной технике, конкретно предназначено для использования в осВ циллографических феррометрах преимущественно для измерений в сильных магнитных полях, а также в других осциллографических измерительных приборах, где необходим контроль нулевой фаэовой погрешности сдвига между входным и выходным сигналами интегрирующих усилителей...SU„„1506406 А 2

2 лей, а выход - с третьим входом смесителя, входы блоков управления коэф" фициентом деления делителя частоты генератора импульсов пометки осей и блока управления частотой генератора импульсов пометки осей связаны с выходом триггера блока формирования изображения осей, коэффициенты деления в полутриодах которого выбираютn+1 ся иэ соотношения — — —, где n — целое число .

2. Феррометр по п. I, о т л и— ч ающи и с я тем, что блок управления частотой генератора импульсов пометки осей выполнен в виде последовательно соединенных формирователя управляющего сигнала и управляемого источника тока, выход которого соединен с времяэадающей цепью гене" ратора импульсов пометки осей, время релаксации которого в полутриодах триггера блока. формирования иэображения осей выбирается из соотношения

По основному авт.св.II 507144 известно устройство, основанное на визуальной качественной фиксации фазовой погрешности по сдвигу меток на

Совмещенных на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) переднем и заднем фронтах выходного сигнала интегрирующего канала, содержащее смеситель сигналов импульсов десятичной пометки осей и четырехконтактный двухпоэиционный переключатель с синхронными

1506406 контактами, связанными с блоком формирования изображения осей> включаюцим в себя генератор импульсов пометки, десятичггые делители их частоты, управляемый ими триггер, схемы совпадения и сравнения, и каналами осциллографического феррометра, включающего в себя датчики поля и намагниченности, интеграторы, фаэокорректоры, счетно-решающие и стробирующее устройства, коммутатор, осциллографический блок и калибраторы (! ).

Однако в известном устройстве при существующей разрешающей способности

ЭЛТ трудно зафиксировать сдвиг при частоте меток более 10 кГц, вследст— вие чего минимальный фиксированный сдвиг фазы, объективно отсчитываемыи между сменными метками, составляет

44 при частоте меток 10 кГц.

Другим существенным недостатком известного устройства является невозможность объективного отсчета малых величин фазовой погрешности в долях расстояния между метками, что важно для измерения временного и температурного дрейфа фазовой погрешности, а также дрейфа вследствие старения элементов схемь». Это препятствует дальнейшему увеличению инструментальной точности измерений динамических характер».стик магнитных материалов, требования к которой повьп аются особе»иго для устройств быстрых измерений в открытой магнитной цепи, измерений преци»г»оггг»ьгх магнитных элементов автоматики»» вычислительной техники и т. и.

Цел».ю и.обретения является повышение то И»ости измерений.

Чостав:генная цель достигается тем, что в осцггллографическом феррометре, содержащем амагничиваюший блок в вг»де понижающего трансформатора с вк:гюченным в одновитковую вторичную обмотку пршгудительно охлаждаемым однослойным эллипсоидальньгм соленоидом с постоянной плотностью витков по образующей, с испытуемым образцом, кана.гы намагниченности и поля, »! ключакщие измерительную и компенсацгга н »»ую катушки нама гниченно сти, катушку поля, интеграторы, фазокорректоры, стробирующее и счетнорешающие устройства, блок формирования изображения осей, включающий в себя генератор импульсов пометки осей, десятичные делители частоты, управляемый ими триггер, блоки совпажения и сравнения, осциллографический блок, коммутатор, калибраторы, смеситель, четырехконтактный двухпозиционньп» переключатель, синхронные контакты которого включены в каждом канале,размыкающими датчик и замыкающими выход триггера блока формирования изображения осей с входом интегратора, размыкающими выход другого канала с пластинами ЭЛТ и эамыкающими эти пластины с выходом смесителя, в блок формирования изображе-! 5 ния осей дополнительно введены блок управления частотой генератора импульсов пометки осей, блок управления коэффициентом деления делителя частоты генератора импульсов пометки осей

20. и блок стробирования облас ги максимальной фазовой чувствительности, входы которого связаны с выходами делителей, а выход — с третьим входсм смесителя, входы блоков управления коэффициентом деления делителя ч;стоты генератора импульсов пометки осей и блока управления частотой,ге—

Ill ратора импульсов пометки осей связ*аг»ы с выходом триггера блока формирс вания изображения осей, коэффициенты деления в полутриодах которого выи+1 бираются из соотношения --- — —, где и п — целое число.

Кроме того, блок управления частотой генератора импульсов пометки осей выполнен в виде последовательно соединенных формирователя управляющего сигнала и управляемого источника то40 ка, выход которого соединен с времязадающей цепью генератора импульсов пометки осей, время релаксации которого в нолутриодах триггера блока формирования иэображения осей выбираи ется из соотношения -----, где и и+1 цело число.

На фиг. 1 представлена функциональная схема феррометра; на фиг. 2—

50 блок-схема блока управления частотой генератора импульсов пометки; на фиг. 3 — блок-схема блока стробирования области максимальной фазовой чувствительности.

Намагничивающий блок (фиг. 1) в виде понижающего трансформатора 1 имеет одновитковую вторичную обмотку 2, в которую последовательно вклю1506406 терь. чен эллипсоидальный соленоид 3 с прямоугольными витками из полого проводника, охлаждаемый, как и обмотка

2, проточной жидкостью.

Во внутренней полости соленоида 3 коаксиально полю установлена измерительная катушка 4 намагниченности, включенная встречно-последовательно с компенсационной катушкой 5, сцепленной с полем обмотки 2 и имеющей постоянную, равную постоянной измерительной катушки 4. В измерительную катушку 4 введен измеряемый образец

6, ориентированный коаксиально полю соленоида 3. Катушка датчика 7 поля намотана на одном немагнитном каркасе с компенсационной катушкой 5.

Измерительная и компенсационная катушки через контакты переключателя 8 включены на вход канала J намагниченности, содержащего интегрирующий усилитель 9, диапаэонный фаэокорректор 10, выход которого связан через контакты переключателя 8 с BxG дом автокоммутатора 11 и с блоком 12 измерения мгновенных значений, выходы которых присоединены соответственно к вертикальным отклоняющим пластинам ЭЛТ 13 и входу цифрового калибратора 14, градуированного в масштабных единицах намагниченности.

Вход усилителя 9 канала J соединен с входом блока 15 вычисления дифференциальной восприимчивости и входом блока 16 вычисления потерь.

Датчик 7 поля присоединен через контакты переключателя 8 к входу усилителя 9 канала Н и входам блоков

15 и 16.

Канал Н включает усилитель 9, фазокорректор 10, выход которого присоединен через контакты переключателя 8 к входу автокоммутатора 11, выход которого присоединен к горизонтальным пластинам ЭЛТ.

Выход фазокорректора 10 присоединен также к входу блока 17 формирования строб-импульсов, выход которого связан с блоками 12 15, а также с модулятором 18 ЭЛТ, один выход блока 12 присоединен к калибратору канала Н, второй выход — к калибратору канала J .

Выходы блоков 15 и 16 присоединены через переключатель к калибратору 14, проградуированному в масштабных единицах восприимчивости и поБлок 19 фогмирования иэображения десятично помеченных осей включает генератор 20 импульсов пометки осей, вход которого соединен с выходом фа5 зокорректора 10 канала Н, а выход с последовательными десятичными делителями 21 и 22 частоты и генератором 23 пилообразного напряжения.

Выход генератора 23 соединен с входами блоков 24 сравнения каналов J и Н, вторые входы которых соединены с входами фазокорректоров каналов J и Н °

Выходы блоков 24 сравнения соединены с входами блоков 25 совпадения, вторые входы которых соединены с выходами триггера 26, управляемого сигналом делителя 22, а выходы блоков 25 совпадения соединены с управляющими

2р входами ключей 27 в каналах J и Н, вторые входы которых соединены с выходом генератора 23, а выходы — с входами автокоммутатора 11. С входами последнего соединены также выходы

25 блоков 28 совпадения каналов J и Н, входы которых соединены с выходами десятичного делителя 21, генератора

20 и триггера 26. Выход триггера 26 соединен с переключатегем 8. Выходы

3р десятичного делителя 21 и генератора

20 включены на вход смесителя 29, выход которого через контакты переключателя 8 присоединяется к входу J или Н автокоммутатора 11. Выход триг35 гера 26 соединен с блоком !О управления частотой генератора 20 импульсов пометки, а также с блоком 31 управления коэффициентом деления, выполненным в виде схемы совпадений и

4р связанным с делителем 2! и триггером 26.

Блок 32 стробирования области максимальной фаэовой чувствительности связан с делителями 21 и 22 частоты

45 и смесителем 29.

Блок 30 (фиг. 2) управления частотой генератора 20 включает формирователь 33 управляющего сигнала, например, в виде усилителя-ограничителя, 50 вход которого связан с триггером 26, а выход соединен с входом управляемого источника 34 тока, например, в виде усилителя тока, выход которого соединен параллельно с времяэадаюшей цепью генератора 20 меток.

Блок 32 стробиролания области максимальной фаэовой чувствительности (фиг. 3) выполнен на д|ончиом счетчике-делителе 35, счет1п.:й «ход кото-

-1506406рого связан с выходом делителя 21, вход сброса — с выходом делителя 22, а выходы раэрядон связаны с входами блока 36 сонпаден ш, ныход которого

5 присоединен к смесителю 29.

Феррометр работает следующим об— разом.

Сигналы датчиков Ю/dt и

Вычисление и отсчет дифференциальной восприимчивости и потерь осуществля- 20 ются счетно-решающими устройствами блоков 15 и 16 и калибратором 14.

Формирование на экране ЭЛТ изображения координатных осей осуществляется пилообразными сигналами генератора 23 с амплитудами, равными Н> и J .

Оси помечаются сигналами меток, вырабатываемыми генератором 20 и делителем 21 частоты. Управление следованием сигналов на автокоммутатор 1I осу- 30 ществляется блоками 25 совпадения, триггером 26 и ключами 27.

Устройство измерения и контроля фаэовой погрешности, включающее н себя переключатели 8, смеситель 29 и 35 блоки 30 — 32, работает следующим образом.

При операции контроля синхронные контакты переключателя 8 отключают 40 соответствующий канал от датчика 3 или Н и присоединяют к входу усилителя 9 этого канала ныход триггера

26, а выход смесителя 29 — к выходу другого канала. Сигнал с триггера 26 45 поступает на вход блока 30 управления частотой, С формирователя 33 управляющего сигнала блока 30 в виде, например, усилителя-ограничителя сигналы поступают на вход управляемого источника 34 тока, например, в виде усилителя тока, который меняет каждые полиериода параметры нремязадающей цепи генератора 20 так, что н одну половину периода триггера 26 генера55 тор 20 вырабатывает К сигналов меток в единицу времени, а в другую половину периода — К + 1 сигналов меток в единицу времени.

Блок 30 управления коэффициентом деления, выполненный в виде схемы совпадения, синхрониэируется триггером 26 так,; то при поступлении на вход делителя 21 К сигналов меток или К + l сигналов меток на выходе делителя 21 формируется один сигнал метки высшего разряда. Блок 32 стробирования области максимальной фазовой чувствительности преобразует сигналы, поступающие с делителя 21, н последовательности импульсов, которые посредством схемы совпадений преобразуются в импульс, открывающий смеситель 29 на время формирования на экране ЭЛТ центральной части изображения совмещенных переднего и заднего фронтов проинтегрированного каналом сигнала триггера 26. Именно в этой области при биполярных контрольных сигналах, симметричных относительно оси времени, геометрические искажения вследствие фазоной погрешности имеют наибольшую величину. В результате на экране ЭЛТ формируется совмещенное изображение шкал с К

Д l и К + 1 метками т.е. нониусная шкала, посредством которой осуществляется объективный отсчет единиц фазового сдвига низшего разряда.

Устройство, смонтиронанное н кассете блока формирования осей координат, обеспечивает точный отсчет по нониусу фазовой погрешности в 2 мин и контроль нулевого фазового сдвига с точностью 1 .

Погрешность интегрирования RC-цепью 1 выражается в виде

Инт

1 (-----) нн1 2 2 л где Т вЂ” период интегрируемого сигнала; =RC — постоянная времени интегратора.

Абсолютная фаэовая погрешность инТ тегрировання Д ц= arctg --„-,;- для ма2 Г 7 лых углов может быть выражена в виТ де ИОтношение погрешностей интегрирования при фазовых погрешностях иэI вестного устройства d q = 5 и пред/

1 лагаемо го и Lf = 1 7 т1 1 2 инте () (%Нита Ч 1 — 25, -1506406!

Фиг. 2 т.е. 1 редельное уменьшение инструментальной погрешности интегрирования предлагаемым феррометром по сравнению с известным может достигать 25 раз, Этим существенно увеличивается точность измерения мгновенных значений, по терь и про ница емо с ти фер ромагнетиков. Возможность об) ективного измерения дрейфов фазовой погрешности обеспечивает существенное повышение стабильности аппаратуры и воспроизводимости результатов измерений.

1506406

Составитель Л.Устинова

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор Т.Лалий

Заказ 5432/48 Тираж 714 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11роектная, 4