Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0401.80 (21) 2864219/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки Но (23) Приоритет

G 01 R 33/02

Государственный комитет

СССР

Ilo делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 3009.81. Бюллетень ЙЯ 36

Дата опубликования описания 300981 (53) УДК 621.317.

° 44(088.8) (72) Автор изобретения

Ю.Н. Бобков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФЕРРОЗОНДОВ

И МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля, например в магнитометрах, градиентометрах, магнитных усилителях и т.д.

Известно устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей которое содержит задающий генеI

10 ратор, два триггера, два интегратора, два усилителя мощности, вход каждого иэ которых подключен к выходу одного иэ интеграторов, два последовательно соединенных резистора и фильтр второй гармоники, вход которого подключен 15 к общему контакту резисторов, а выход — ко входам усилителей мощности.

В устройстве оба триггера включены по схеме с общим счетным входом, который соединен с выходом задающего 20 генератора. Прямой выход одного триггера подключен ко входу другого, инверсный выход которого подключен ко входу первого триггера. Входы интеграторов подключены к"выходам триг- 25 гера, при этом один выход триггера инверсный по отнсшению к другому.

Последовательно соединенные резисторы подключены к выходам усилителей мощности. 30

Включение в устройство двух интеграторов, двух усилителей мощности, последовательно соединенных резисторов и фильтра второй гармоники,обес- печивает уменьшение напряжения второй гармоники на входе усилителя ферроэондового магнитометра или магнитного усилителя 1).

Однако недостатком данного устройства является недостаточное ослабление напряжения второй гармоники на.его выходе, которое определяется нелинейными искажениями усилителей мощности и неиндентичностью этих усилителей, что ограничивает точность измерения слабых магнитных полей порядка (10 " — 1б T.

Цель изобретения — повыаение точности измерения параметров магнитного поля

Поставленная цель достигается ва счет того, что устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, содержащее задающий генератор, трансформатор, два основных ключа и фильтр второй гармоники, снабжено дополнительным источником питания, двумя дополнительными ключами, формирователем частот, широтно-иыпульсным модулятором и двумя конденсаторами, 868657 причем выход задающего генератора соединен со входом формирователя частот, первый выход к от орого соединен с первыми входами основных ключей, второй вход одного иэ которых соединен с началом первой, а другого— с концом второй первичных обмоток

5 трансформатора, одна из вторичных обмоток. которого соединена с выходом

Устройства, а другая — с одним из входов фильтра второй гармоники,другой вход которого соединен со вторым выходом формирователя частот, третий выход последнего соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом фильтра второй гармоники, а f$ выход — c первыми входами дополнительных ключей, второй вход одного из которых соединен с концом первой, а другого — с началом второй первичных обмоток трансформатора, третьи входы щ этих ключей соединены с одним из выходов дополнительного источника питания, другой выход которого соединен с третьими входами основных ключей, а также через конденсаторы со вторыми входами дополнительных ключей .

Н а фи г. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — график зависимости напряжений от времени на выходах отдельных электронных блоков.

Устройство содержит задающий генератор 1, фильтр 2 второй гармоники, дополнительный источник 3 питания, два основных ключа 4 и 5, два дополнительных ключа б и 7, широтно-импульсный модулятор 8, формирователь 9 частот, два конденсатора 10 и 11 и трансформатор 12 с первичными обмот— хами 13 и 14 и вторичными обмотками Щ

15 и 16. Начало обмотки 13 и конец обмотки 14 соединены со вторыми входами ключей 4 и 5 соответственно.

Первые входы ключей 4 и 5 соединены с первым выходом формирователя 9 частот, второй выход которого соединен с одним из входов фильтра 2. Другой вход фильтра 2 соединен со вторичной обмоткой 15, а выходы обмотки 16 предназначены для подключения ферро.зонда или магнитного. усилителя. Выход фильтра 2 соединен со вторым вхо дом широтно-импульсного модулятора

8., первый вход которого подсоединен к третьему выходу формирователя 9 частот. Вход формирователя 9 частот соединен с задающим генератором 1.

Выход широтно-импульсного модулятора

8 соединен с первыми входами ключей

6 и 7. Вторые входы ключей 6 и 7 соединены с началом и концом обмоток у

14 и 13 соответственно. Третьи входы ключей. 6 и 7 соединены с одним из выходов источника питания 3, другой выход которого соединен с трет ими входами ключей 4 и 5 и через конденсаторы 10 и 11 со вторыми входами ключей 6 и 7 соответственно. При этом ключи 4 и 5 и трансформатор 12 образуют двухтактный усилитель мощности.

Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей работает следующим образом.

Переменное напряжение с задающего генератора 1 поступает на формирователь 9 частот, который формирует импульсы напряжений О и U (фиг.2) с основной частотой f поступающие на входы ключей 4 и 5 в противофазе, поочередно замыкая и размлкая их на полпериоца. С другого выхода формирователя 9 частот на вход широтноимпульсного модулятора 8 поступают импульсы напряжения U с частотой следования f<, которая более чем на порядок превышает частоту f„ . Импульсами напряжения 0Э осуществляется запуск широтно-импульсного модулятора 8, который вырабатывает противофазные импульсные напряжения U4è Uy той же частоты следования f . Скважность импульсных напряжений U4 и U зависит от управляющего напряжения, поступающего на широтно-импульсный модулятор 8 с фильтра 2. Напряжения

U< и U поступают на входы ключей б и 7, осуществляя управление длительностями замкнутых и разомкнутых состояний этих ключей. При этом, когда ключ б замкнут, ключ 7 разомкнут и наоборот. Следовательно, при увеличении длительности замкнутого состояния одного из ключей б или 7, время замкнутого состояния другого уменьшается. Источник 3 питания, ключи

6 и 7, конденсаторы 10 и 11 и широтно-импульсный модулятор 8 образуют два импульсных стабилизатора напряжения для усилителя мощности, состоящего из ключей 4 и 5 и .трансформатора 12. Усилитель мощности работает в двухтактном режиме. Так, например, при замыкании ключа 4, ключ 5 размыкается и ток протекает по цепи, содержащей источник 3 питания, ключ 7, обмотку 13, ключ 4 и источник 3 питания. При замыкании ключа 5 ключ 4 разыякается и ток протекает по цепи, содержащей источник 3 питания, ключ

6, обмотку 14, ключ 5 и источник 3 питания. Ввиду того, что обмотки 13 и 14 включены встречно, то на выходных обмотках 15.и 16 ббразуются двуполярное прямоугольное напряжение частоты .f, которое осуществляет возбуждение феррозондов или магнитных усйлителей. При наличии второй гармоники в выходных напряжениях обмоток

15 и 16 на выходе фильтра 2 появляется управляющее напряжение, которое образуется в результате синхронного детектирования. Для- этого с формирователя 9 частот на фильтр 2 подается напряжение с частотой fq = 2f, .Управ868657 ляющее напряжение на входе широтноимпульсного модулятора 8 приводит"к к изменению скважности импульсных напряжений U+ и U<>a следовательно,и к изменению длительности замкнутого и разомкнутого состояния ключей 6 и 7. Это приводит к изменению уровней постоянных напряжений на конденсаторах 10 и 11, что вызывает такое изменение производных магнитных пото.ков, создаваемых обмотками 13 и 14, которое приводит к уменьшению напряжения второй гармоники на обмотках

15 и 16.

Уменьшение уровня второй гармоники в выходном напряжении устройства повышает точность измерения параметров магнитного поля.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, содержащее задающий генератор, трансформатор, два основных ключа и фильтр втррой гармоники, о т л и ч а ю щ е е-р с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров магнитного поля, оно снабжено дополнительным источником питания, двумя дополнительнывк ключами, формирователем частот, широтно-импульсным модулятором и двумя конденсаторами, причем выход задающего генератора соединен со входом Формирователя частот, первый выход которого соединен с первыми входами основных ключей, второй вход одного из которых соединен с началом первой, а другого — с концом второй йервичных обмоток трансформатора, одна из вторичных обмоток которого соединена с выходом устройства, а другая - с одним из входов фильтра второй гармоники, другой вход которого соединен со вторым выходом формирователя частот, третий выход последнего соединен с первым .входом широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом фильтра второй гармоники, а выход — с первыми входами дополнительных ключей, второй вход одного из которых соединен с концом первой, а другого - с началом второй первичных обмоток трансформатора, третьи входы этих ключей соединены с одним из выходов дополнительного источника питания, другой выход которого соединен с третьими входами основных ключей, а также через кон» денсаторы — co вторыми входами дополнительных ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2745625/18-21, кл. G 01 К 33/02, 1979.

868657

1

Vz

Ug д

Составитель Ю. Куликов

Техред И.Асталош Корректор Л. Вокшан

Редактор С. Юско

Заказ 8319/66 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4