Устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных полей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПО авт. СВ. 464860, отличаю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повииения точности измерения, в него дополнительно введен преобразователь фазы в напряжение, входы которого соединены с выходом датчиков, а выход - с вторым входом блока регулируемой задержки .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(Я) 0 01 В 3 3 02

Фиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 464860 (21) 3510090/18-21 (22) 09.11.82 (46) 07.03.84. Вюл. 9 9 (7?) A.Ï.Ãðèãoðüåâ .(71) Читинский политехнический институт (53) 621. 17.44(,088.8) (56) 1. Ав ..оское свидетельство СССР

М 464860, кл. ". 01 R 33/02, 1973. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АЗИМУТАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ по авт. св.

9 446644886600, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и повышения точности измерения, в него дополнительно введен преобразователь фазы в напря жение, входы которого соединены с выходом датчиков, а выход - с вторым входом блока регУлирУемой задержки.

1078367

Изобретение относится к област2нмагнитных измерений.

По основному авт.св. 9 464860 йэвестно устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных полей, содержа.щее последовательно соединенные контрольный датчик, формирователь импупьсов, блок задержки, формирователь стробимпульсов, ключ и индикатор, а также последовательно соеди- 10 ненные измерительный датчик::и блок вычитания, выход которого подключен к второму входу ключа, а второй вход блока вычитания соединен с выходом контролируемого датчика. 15

Устройство позволяет раздельно или одновременно с высокой точностью измерять все виды неоднородностей, при этом измерения могут быть легко автоматизированы j1) .

Однако известное устройство обладает погрешностью, появляющейся и быстро возрастающей с ростом фазового сдвига между сигналами с датчиков, так как при фазовом сдвиге

Cf) 2 (2 - 1(Р) устройство обладает значительной погрешностью.

При фазах Щ > 10 измерения достаточно точно можно провести с помощью известных серийных фазометров.j

Цель изобретения — расширение (ЗО рабочего диапазона и повышение точ- . ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения азимутальной неоднородности сннусо- 35 идальных магнитных полей дополнительно введен преобразователь фазы в .напряжение, входы которого соединены с выходами датчиков, а выход— с вторым входом блока регулируемой 4О задержки.

На фиг. 1 представлена функцио-. нальная схема предлагаемого устройства2 на фиг. 2 - вариант реализации блока задеРжки с подключенным 45 .преобразователем фаза - напряжением на фиг. 3 — диаграмма напряжений, поясняющих принцип получения "плавающей" задержки.

Устройство для измерения азимутальной неоднородности синусоидальных магнитных, полей содержит последовательно соединенные контрольный датчик 1, формирователь 2 импульсов, блок 3 задержки, формироваьезь 4 55 .стробимпульсов, ключ 5 и индикатор б, а также последовательно соеди. 2»енные измерительный датчик 7 и блок

8 вычитания, выход которого подклю-. чеи к второму входу ключа 5, а вто- 6О рой вход блока вычитания соединен

c,âûõîäîì контролируемого датчика

1, а также преобразователь 9 фазы в напряжение, входы которого соединены с выходами датчиков 1 и 7, а

Ь выход — с вторым входом блока 3 ре» гулируемой задержща.

Блок 3 задержки содержит последовательно соединенные генератор

10 пилообразного напряжения и элемент 11 сравнения, выход которого является выходом блока 3 задержки.

Генератор 12 регулируемого напряже. ния через сумматор 13 подключен к второму входу элемента 11 сравнения, при этом второй вход сумматора 13 является входом блока 3 задержки.

Принцип действия устройства основывается на следующих соотношениях. Пусть имеем сигналы с датчиков

7 и 1 (и, 0, (ы +ч)

"г="2 ""2 r где 0 — сигнал с датчика 7;

02 — сигнал с датчика 1;

0» - максимальный сигнал с датчика 7р, U2 — максимальный сигнал с дат.чика 1; сдвиг фаз сигналов с датчиков7и1.

Тогда

0 р-" 02 - U» (0 2 ó„- U, с0% (р) % 0 и 1 О» 6ю»р сО ь сд4, =

- Uðn, »n(ót -V l, » (2)

0„„в»»»р

9 =агс((3) где

2 2

Ор н* О» 02 "QU„ cow»»» . (4)

При малых фазах в известном устройст-, ве сов Щ = 1 (5); 6»»» Ц = Q (6) .

Тогда нз выражений 2 — 4 имеем для данного случая п

-l

Ор= Онною»н» QK iU» (f со% я1 ) н U»NQ

»р а с н 0 = а0, „+(0»„„Ч)22 где ь 0 щ = 0 2 щ — О» нл

При » = . 6) 1, = Я /2, Ор И/2 = 60п статическая неоднородность (10) при»1г =у =ф, 0> ÷ =0«q (11)фаэовая неоднородность.

С ростом сдвига фаэ Ц происходит все более сильное нарушение условий (5) и (6) и справедливыми будут соотношения из выражения (2) р ") =02,»,-U„„собц = дО

1

РФ "«"" Ф (13)

Эти выражения указывают, что такое значение напряжения(ь0 „,, 0 y) 1078367 ри-v v -÷и

40 м

Это соотношение указывает на то, н что для получения точных значений ф статической и фазовой неоднороднос- . г тей необходимо к значениям М и afg 45 с

6, ВКИИПИ Заказ 952/39 Тираж 711 Подписное

Филиал IIOII "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 покажет измерительный прибор в реальном случае, если измерения производить в моменты К< = и/2 и ф(2 =

= д, нам же необходимо получить действительные значения статической и фазовой неоднородностей в соответствии в выражениями (10) и (11)

Из выражений (10) — (13) получаем (для положительного сдвига фаэ

+ g) следующее.

С ростом сдвига фаэ Ч = 1 — 2, 10

COsy все больше отличается от единицы в сторону уменьшения, т.е. из

U 2,„ (12) вычитается все меньшее значение и получается все большее значение д0 щ, т.е. по сравнению с

hU< nолучим при И преувеличенное значение статической неоднородности.

Это означает, что величину д.Uù необходимо уменьшить, что можно достичь изменением момента генерации стробимпульса 0lq, уменьшив его на некоторую величину Р

Вторая составляющая 0 несет информацию о фазовой неоднородности и от статической не зависит; реальное значение ее при росте у окажется приуменьшенным и для получения точного значения необходимо величину также уменьшить на p, чтобы значение 0 „ возросло.

При отрицательном сдвиге фаз(-Ч) значение поправки Р надо взять с плюсом, т.е. внести добавку к моментам

oI< и 2

Проведенные расчеты показывают, что величина добавки р строго и од- 35 нозначно определяется величиной

3 = вига фаз Я для любого значения

U = dU /0 и определяется соотношением внОсить поправку, определяемую величйной сдвига фаз y, что можно осуществлять автоматически с помощью различного рода блоков регулируемой задержки.

Преобразователь фаза — напряжение, чувствительный к знаку фазы, может быть построен по схеме фазометра.

На фиг. 3 показан принцип получения "плавающей" задержки. Для малого сдвига фаз ((= О) выбором напряжения генератора 12 можно установить требуемое значение Ж или

Ж2 . Если же сдвиг фаз имеет какоето значение + q, то в преобразовате- ле 9 фаз (фиг. 21 она преобразуется в напряжение Uo = + k 2, кото рое затем суммируется (при — tP) или вычитается (при +

Таким образом, предлагаемое устройство отличается от известного тем, что дополнительно введен блок преобразования фаза — напряжение, .что незначительно повышает стоимость прибора, однако при этом резко увеличивается рабочий диапазон измере ний при значительном повышении точ ности. При использовании известного устройства до значений Ц) < 2 имеем погрешность S y cos = 0,1%,Seisin

= 0,06%, что вполне допустимо, поскольку они обычно значительно меньше класса точности индикатора: при

Ц= 10,5gcos = 1,4%8(csin = 0,5%, т.е. достигает заметной величины.

При использовании "плавакицей" задержки в предлагаемом устройстве погрешности сводятся к пренебрежимо алым величинам и определяются в осовном качеством преобразования аза — напряжение и разбросом пороа срабатывания сравнивающего устройтва.