Устройство для измерения индукции магнитного поля

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

513332 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.12.74(21) 2084812/26-21 с присоединением заявки iV (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.76 Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 28.05.76 (51) М. Кл."

G 01 R 33/02

Государственный комнтет

Соеета Мнннстрое СССР

ll»» делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 621.317,4„ (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю, А. Масюренко, А. l1. Ниженский и Ю. А. Скрипник (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРРНИЯ ИНДУКЦИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям, может быть использовано для из,мерения индукции магнитных полей, изменяющихся в широком диапазоне частот.

Известно устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее магниторезисторы с квадратичной характеристикой, включенные в мостовую схему, генератор переменного напряжения, подключенный к одной иэ диагоналей моста, полосовой 1О фильтр, детектор, два фильтра нижних частот и цифровой вольтметр. Однако нелинейность (квадратичность) характеристики преобразования известного устройства затрудняет его использование. IS

11ель изобретения — получение линейной характеристики.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено последовательно соединенными источником опорного напряжения, диф- 20 ференциальным усилителем, управляемым усилителем, вход которого подключен к полосовому фильтру, а выход - к детектору, коммутационным генератором, двумя автоматическими переключателями, управляющие 25 входы которых подключены к выходу комму« тационного генератора, и прерывателем, вхо ды которого связаны с выходом генератора переменного напряжения и выходом первого фильтра нижних частот параллельно входу цифрового вольтметра; а выход — со вторым входом первого автоматического переключателя, причем первый вход первого автоматического переключателя подсоединен к изме рительной диагонали моста, а выход - ко входу полосового фильтра, выход детектора подключен ко второму автоматическому переключателю, первый выход которого соединен с первым, фильтром нижних частот, а второй - со вторым фильтром нижних» част<и,. выход которого присоединен ко второму входу дифференциального усилителя.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит магниторезисторы

1 и 2, включенные в мостовую схему 3, генератор переменного напряжения 4, подключенный к одной из диагоналей мо»сто, по-, следовательно соединенные первый авто»»ати», ческий переключатель 5, полосовой фи »ьтрб,, >! 3332 управляемый усилитель 7, детек гор 9> второй автоматический переключатель 9, первый выход которого через первый фильтр нижних частот 10 подключен к цифровому вольтметру 11 и к прерывателю 12, остальные входы которого подсоединены к выходу генератора 4, а выход - ко второму входу переключателя 5, первый вход которого соединен с измерительной диагональю моста 3, коммутационный генератор 13„ выход которого подсоединен к управляющим входам переключателей 5 и 9, последовательно соединенные источник опорного напряжения 14 и дифференциальный усилитель 15, выход которого присоединен к усилителю 7, а второй вход - к выходу,. второго фильтра нижних частот 16, вход которого подключен ко второму выходу переключателя 9.

Работает устройство следующим образом.

Рабочий магниторезистор 1 помешают в исследуемое магнитное поле. Компенсационный магниторезистор 2 служит для уменьшения влияния температуры на результат измерения, Мост 3 уравновешивается при отсутствии магнитного поля.

Когда магниторезистор 1 вводят в м;тгнитное îïå, на выходе мостовой схемы появляется переменное напряжение, пропорциональное прирагцению сопротивления маг ниторезистора, а следовательно, и квад-; рату измеряемой индукции. Это напряжение через автоматический переключатель 5 и полосовой фильтр 6, где подавляются помехии и высшие гармоники, поступает на управляемый усилитель 7, Отсюда оно ÷åрез детектор 8 и автоматический переключатель 9 попадает на фильтр нижних частот 10, Постоянная составляющая напряжения, выделяемая фильтром 10, пропорциональна выходному напряжению U мостовой схемы

3, коэффициенту усиления К управляемого усилителя 7, коэффициентам передачи К6, К8 и К10 полосового фильтра 6, детектора 8 и фильтра 10, Постоянное напряжение U с помощью прерывателя 12 преобразуется в переменное напряжение, которое через переключатель S è полосовой фильтр 6 также поступает па регулируемый усилитель 7, Далее это напряжение через детектор 8 и второй выход переключателя 9 поступает на фильтр нижних частот 16. Постоянная составляющая напряжения, выделяемая фильтром, пропорциональна напряжению U коэффициенту усиления К7 усилители 7 и коэффини нтам передачи К,;, К8 °

На входы дифференциальног о усилителя

15 действуют выходное напряжениеУ фильм тра 16 и постоянное напряжение U от ис0 точника опорного напряжения 14. Усиленное разйостное напряжение U5 используется для автоматической регулировки коэффициента усиления К7. Направление регулирования выбрано таким„чтобы автоматически уравнивались входные напряжения дифференциального усилителя 15, В установившемся режиме (Уз -U4) коэффициент УсилениЯ К7 Усилители 7 становится равным

Коэффициент усиления вследствие инерционности фильтров 10 и 16 одинаков для напряжений LT 1 и U2.

Поскольку фильтры нижних частот 10 и

16 предназначены для одной и той же цели= выделения постоянной составляющей, то они выполняются с одинаковым коэффициентом переда и. Поэтому постоянный коэффициент пропорциональности не зависит от коэффициентов передач дополнительно введенных звеньев. Следовательно, нестабильности характеристик фильтров, усилителей и детектора, обеспечивающих линейность преобразования магнитной индукции в постоянное напряжение, не влияют на результат измерения.

Таким образом, линейность преобразоваЭ" ния B предложенном устройстве сочетается с высокой точностью измерения индукции.

Формула изобретения

Устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее два магниторезистора с квадратичной характеристикой, @ включенные в мостовую схему, генератор переменного напряжения, подключенный к одной из диагоналей моста, полосовой фильтр, детектор, два фильтра нижних частот и цифровой вольтметр, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью получения линейной характеристики, оно снабжено последовательно соединенными источником спорного напряжения, дифференциальным усилителем, управляемым усилителем, вход которого под © ключен к полосовому фильтру, а выход—

K детектору, коммутационным генератором, двумя автоматическими переключателями, управляющие входы которых подключены к выходу коммутационного генератора, и прерывателем, входы которого связаны с выходом генератора переменного напряжения и выходом первого фильтра нижних частот параллельно входу цифрового вольтметра, а выход — со вторым входом первого автоматического перек 1ючателя, причем первый

51 3:332

Составитель F. Измайлов

Редактор Ь. Федотов Техред М дикови, Корректор,A. Иакида

Заказ 1049/55 Тираж 1029 Подписное

ШИ1ИПИ Государственного комитета. Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113(.), 3 "i, Москва, Ж 35, Раушская наб„д. 1/5

Филипп ППГl "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вход первого RRTQMQTII÷eñêñë.о переключателя подсоединен к измерительной диагонали моста, а выход — ко входу полосового фильтра, выход детектора подключен ко второму автоматическому переключателю, первый выход которого с.осдинен с первым фпльтроч нижних частоГ, а второй со вторым фпл! тром нижних частот, выход которого прис:ждинен ко второму входу дифференциального усилителя.