Устройство для измерения магнитных характеристик ферросердечников

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coios Советских

Социалистических

Республик

<н960685

Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 16. 02. 81 (21) 3247994/18-21 (511 М. Кп. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 R 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 317 . .44(088.8) Опубликовано 23Л932. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23.09.82

«."г ., Ъ

В.В.Моисеенко, В.К.Новиков и A.M.Ïoíîì .Фертз

/: - ::-. д.

P, с «

Владимирский политехнический институт

" ч.. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ФЦРРОСЕРДЕЧНИКОВ

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для регистрации динамических петель перемагничивания и измерения мощности потерь нг перемагничивание.

Известно устройство для регистрации динамических магнитных характеристик, основанное на интегрирующем стробоскопическом преобразовании периодических сигналов, функционально связанных с индукцией и напряженностью магнитного поля в исследуемом образце fl ).

Однако это устройство обладает недостаточной точностью измерения, связанной с фазо-частотной погрешностью интеграторов, а также не позволяет непосредственно измерять мощность потерь на перемагничивании.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству. является устройство для определения магнитных свойств образцов магнитомягких материалов, содержащее задающий генератор, генератор намагничивающих импульсов, исследуемый образец с намагничивающей и измерительной обмотками, стробоскопические сме сители и фильтры-.усилители каналов измерения индукции и напряженности . поля, интегратор канала измерения индукции, выпрямитель, интегратор цепи обратной связи, блок вычитания, генераторы медленного и быстрого пилообразных напряжений, элемент сравнения и формирователь строб-импуль- сов.

В известном устройстве сигналы, 1р пропорциональные значениям напряженности магнитного поля Н(t) производной индукции dB(t)/dt в испытуемом образце, подают на вход смесителей, затем на вход фильтров усилителей, с выхода которых снимают трансформированные во времени сигналы. На вторые входы смесителей поступает последовательность стробимпульсов, полученная в результате взаимодействия сигнала с генератора быстрого пилообразного напряжения и сигнала разности напряжений с выхода генератора медленного пилообразного напряжения и с выхода интегратора цепи обратной связи. К выходу устройства подключается двухкоординатный регистрирующий прибор, например самописец, причем сигнал развертки по оси В поступает через интегратор канала измерения индук30 ции (2 «1

960685

Однако вследствие интегрирования сигнала с измерительной обмотки с помощью интегратора, известное устройство также обладает недостаточной точностью измерения, связанной с дрейфом нуля усилителя постоянного 5 тока, составляющему основу интегра тора, а также погрешностью, обусловленной неопределенностью начальных условий интегрирования. Кроме того, устройство не позволяет непосредст-. 1() венно измерять мощность потерь на перемагничивание.

Цель изобретения — повышение точности измерения и автоматизация 15 процесса измерения мощности потерь на перемагничивание.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последова тельно соединенные задающий генератор,. усилитель мощности, намагничивающую обмотку и калиброванный резистор, последовательно соединенные измерительную обмотку, первый стробоскопический преобразователь (совокупность стробоскопического смесителя и фильтра-усилителя), выпрямитель и блок вычитания, последовательно соединенные и подключенные к калиброванному резистору второй стробоскопический преобразователь и двухкоординатный регистрирующий прибор, а также генератор линейного развертывающего напряжения, введены преобразователь напряжение-частота, включенный между выходом блока вы- З5 читания и вторыми входами обеих стробоскопйческих преобразователей, нуль-орган, подключенный к выходу первого стробоскопического преобразователя, сумматор, входы которо- 40

ro связаны с вторым стробоскопическим преобразователем, преобразователем напряжение-частота и нульорганом, источник опорного напряжения, подключенный ко вторым входам блока вычитания и к первому входу генератора линейного развертывающего напряжения, второй вход которо" го подключен к выходу нуль-органа, а выход — ко втоРому входу двухкоординатного регистрирующего прибора.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства) на фиг.2 — зпюры напряжений в различных точках схемы.

Устройство содержит задающий ге.нератор 1, усилитель 2 мощности, исследуемый образец 3 с намагничивающей 4 и измерительной 5 обмотками, .калиброванный резистор 6, два стробоскопических преобразователя 7 и 8, 60 соответственно в каналах измерения индукции и напряженности, выпрямитель 9, блОк 10 вычитания, нульорган 11, преобразователь напряжениечастота 12, сумматор 13, двухкоорди- 65 натный регистрирующий прибор 14, генератор 15 линейного развертывающего .напряжения и источник 16 опорного напряжения.

В предлагаемом устройстве используется стробоскопическое преобразование сигналов с управляемым шагом считывания, причем величина шага считывания изменяется таким образом, чтобы мгновенные значения трансформи(рованного сигнала по индукции эа шаг считывания изменялись на некоторую постоянную величину (фиг.2а). .08(Т ) — 8() = С (1)

При этом трансформированный сигнал по индукции заменяется линейным развертывающим напряжением (фиг.2r), тем самым устраняется операция интегрирования сигнала с измерительной обмотки, который служит лишь для управления величиной шага считывания.

При условии atM (1) можно записать так

uq { i „-+„) 0ь() = ug(e„)a t где Y„+, = t+kT>+zti;

Т вЂ” период намагничивающего сигналау

k = 1,2,3...;

at шаг считывания входного сигнала;

Бб(ь„) — производная трансформированного сигнала по индукции в моменты считывания, ! откуда u(+ ) Бз(т ) с (1, (-.) е.,р (-.„)

Таким образом, для обеспечения условия (1) необходимо изменять шаг считывания обратно пропорционально первой производной трансформированного сигнала по индукции, которая пропорцйональна трансформированному сигналу с измерительной рбмотки е тр (Т

Устройство работает следующим образом.

От задающего генератора 1 через усилитель 2 мощности, намагничивающую обмотку 4 и калиброванный резистор б протекает ток, обеспечивающий перемагничивание образца, 3. С измерительной обмотки 5 и резистора б сигналы поступают на входы стробоскопических преобразователей 7 и 8.

С выхода строб-преобразователя 7 трансформированный в низкочастотную область сигнал по индукции е (t ) тр поступает на выпрямитель 9, затем на блок 10 вычитания, на второй вход которого подается опорное напряжение 0 „ от источника 16. Величина ио. Выбирается из условияЧОп)ЕТР,(т) которое необходимо для обеспечения начального щага считывания at стробируемых сигналов в моменты равенст960685 где k где Т вЂ” период трансформированного сигнала;

U И„ (Т) — мгновенное значение трансформированного сигнала по напряженности в момент считывания. ва нулю входного сигнала, так, чтобы знаменатель в (2) всегда оставался положительной, не равной нулю величиной. Сигнал с выхода блока 10 вычитания подается на вход преобразователя 12 напряжение-частота, выходная частота которого при отсутствии сигнала на входе выбирается равной частоте сигнала генератора 1, а статическое уравнение преобразования имеет вид 10

at

ЬЕ постоянный коэффициент преобразования;

i; g 1=LI - ф (С) сигнал на входе преоб-.

I разователя (фиг.2б).

С выхода преобразователя 12 импульсы подаются на вторые входы . строб-преобразователей 7 и 8 (фиг.2в) 20 и таким .образом осуществляется искомое функциональное управление величиной шага считывания a t согласно (2) °

Сигнал по напряженности с выхода строб-преобразователя 8 подается на один из входов двухкоординатного регистрирующего прибора 14, на второй вход которого подается сигнал с выхода генератора 15 линейно- 30 го развертывающего напряжения и с помощью которого осуществляется развертка по оси В. Иоменты Равенства нулю сигнала с выхода строб-преобразователя 7 фиксируются нуль-орга- 35 ном 11 и задают направление изменения развертывающего напряжения, а величиной опорного напряжения, подаваемого с источника 16 опорного напряжения на второй вход генератора 15 развертки, определяется скорость развертки. .Измерение мощности потерь на перемагничивание производится сумматором 13„ сигнал на первый вход которого, пропорциональный напряженности поля в образце, подается с выхода строб-преобразователя 8. Мощность потерь, определяемая как

p=1) Н() 38®а

8t

0 для трансформированного в низкочастотную область сигнала с учетом (1) в конечных приращениях равна 55 0

Tl

Р= 2.. (3 „(т,)= — Е: и „„ ;„.), 1=1 " 1=1 и

Поэтому для определения мощности достаточно просуммировать мгновенные значения сигнала по напряженности в моменты считывания, задаваемые преобразователем 12 напряжение-частота на второй вход сумматора 13, за время, равное периоду трансформированного сигнала, которое формируется с помощью сигнала, подаваемого с выхода нуль-органа 11 на третий вход. Этим же сигналом определяется и знак суммирования, т.е. при возрастании линейного развертывающего напряжения от — В до +В (фиг.2г), значения U > (i„) суммируются непосредственно, а при умень- шении от +B до -В суммируются инверсные значения. Сигнал на выходе сумматора 13 пропорционален мощности потерь на перемагничивание и может быть измерен вольтметром постоянного тока по окончании цикла измерения.

Таким образом, управление величиной шага считывания обратно пропорционально сигналу в канале индукции с помощью введения преобра,зователя напряжение-частота, а также нуль-органа, источника опорного напряжения и сумматора позволяет исключить интегратор из канала индукции и вносимые им погрешности, заменить трансформированный сигнал по индукции линейным развертывающим напряжением, тем самым обеспечивая минимальную динамическую погрешность инерционного регистрирующего прибора-самописца, а также автоматизировать процесс измерения мощности потерь, тогда как в известных устройствах для этой цели необходимо производить планиметрирование зарегистрированной петли перемагничивания. г

ФоРмула изобретения

Устройство для измерения магнитных характеристик ферросердечников, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, намагничивающую обмотку и калиброванный резистор, последовательно соединенные измерительную обмотку, первый стробоскопический преобразователь, выпрямитель и блок вычитания, последовательно соединенные и подключенные к калиброванному резистору второй стробоскопический преобразователь и двухкоординатный регистрирующий прибор, а также генератор линейного развертывающего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и автоматизации процесса измерения мощности. потерь на перемагничивание, в него введены

960685 преобразователь напряжение-частота, включенный между выходом блока вычитания и вторыми входами обоих стробоскопических преобразователей., нульорган, подключенный к выходу первого стробоскопического преобразователя, сумматор, входы которого связаны с вторым строфоскопическим преобразователем, преобразователем напряжение-частота и нуль-органом, источник опорного напряжения, подключенный к вторым входам блока вычитания и к первому входу генератора линейного развертывающего напряжения, второй вход которого подключен к выходу нуль-органа, а выход - к второму входу двухкоординат>,ного регистрирующего прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,1. Авторское свидетельство СССР

9 555356, кл. G .01 R 33/14.

10 2. Авторское свидетельство СССР

В 658513, кл. G 01 R 33/12.

960685

Составитель A.Ãóñüêoâ

Техред Л.Пекарь КорректорС.Шекмар

Редактор Н.Пушненкова

11303э, 1 осква, Ж, У

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул..Проектная, 4

Заказ 7269/53 Тираж 717 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий г 4 -35 Ра шская наб. д. 4/5