Способ поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля и устройство для его осуществления

 

1. Способ прверки средств измерений магнитноГ) индукции переменного магнитного поля путем воспроизведения магнитной индукции одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, на фиксированных частотах диапазона измерений поверяемого средства измерений, регистрации его выходного напряжения и нормирования , отличаю щийсятем , что,с целью повышения производительности поверки, при воспроизведении магнитной индукции переменного магнитного поля одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, непрерывно изменяют по закону геометрической прогрессии его частоту, сравнивают выходное напря , жение поверяемого средства измере .НИИ с нормированным для него уровнем порога напряжения и по обе стороны от него с дополнительными уровнями, выраженными в виде нормированного § ряда погрешностей, формируют из (Л результатов срайнений цифровые коды с последующей фиксацией их на каждом периоде переменного магнитного поля и преобразуют зафиксированные коды в удобную для наблюдения или регистрации форму. tc оо to О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1023261 A

S(sD1 6 О1 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь!л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3288967/18-21 (22) 06..05.81 (46) 15.06.83. Бюл. 1т 22 (72) В.А.Прищепо (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2754923/21, кл. 6 01 R 33/02, 1979.

2 ° Геофизическая аппаратура. Сборник. Л., "Недра", вып.69, 1979, с.18-31. (54) СПОСОБ ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПЕРЕМЕННОГО .МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ, (57) . 1. Способ поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля путем воспроизведения магнитной индукции одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, на фиксированных частотах диапазона измерений поверяемого средства измерений, регистрации его выходного напряжения и нормирования, отличающийсятем, что,с целью повышения производительности поверки, при воспроизведении магнитной индукции переменного магнитного поля одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, непрерывно изменяют по закону геометрической прогрессии его частоту, сравнивают выходное напряжение поверяемого средства измерений с нормированным для него уровнем порога напряжения и по обе стороны от него с дополнительными уровнями, выраженными в виде нормированного а ряда.п огрешностей, формируют из результатов cpGlhHBHNA e Q) с последующей фиксацией их на каждом периоде переменного магнитного поля C и преобразуют зафиксированные коды в удобную для наблюдения или регистрации форму.

9ю

Ю

CQ

К) Cb

О и

1023261

20

2. Устройство для осуществления способа по и. 1 содержащее меру магнитной индукции с компенсатором помех медленных и быстрых вариаций, .подключенный к ней источник с измерителем переменного тока и регистрирующий прибор,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности поверки, оно снабжено последовательно соединенным блоком пороговых уровней, блоком сравнений, преобразователем сравнений в циФровой код и запоминающим блоf

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного полл в инфразвуковом и звуковом диапазонам частот.

Известен способ для поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля, основан ный на компенсации внешних магнитных помех, воспроизведения магнитной индукции переменного магнитного пол одного уровня или в зависимости,обратно пропорциональной частоте, на фиксированных частотах диапазона измерений поверяемого средства измерений, регистрации выходного напряжения поверяемого средства измерений и нормировании (1) .

Однако производительность поверки его недостаточна.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее меру магнитной индукции с компенсатором помех медленных и быстрых вариаций, источник переменного тока с измерителем и многоканальный самописец )2j .

Однако данное устройство характеризуется недостаточной производительностью поверки средств измерений магнитной индукции переменного магнитного г1рпя.

Цель изобретения - повышение производительности поверки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу поверки средств ком, а также блоком управления>при этом второй вход блока сравнений соединен с поверяемым средством измерений, выход запоминающего блока с регистрирующим прибором, второй и третий входы запоминающего блока подключены к первому выходу блока управления и ко второму выходу источника с измерителем переменного тока соответственно, а второй выход блока управления - ко входу источника с измерителем переменного тока.

2 измерений магнитной индукции переменнога магнитного поля путем воспроизведения магнитной индукции одного уровня или в зависимости, обратно пропорциональной частоте, на фиксированных частотах диапазона измерений поверяемого средства измерений, регистрации его выходного напряжения и нормирования, при воспроизведении

Йа гнит ной индукции переменного ма гнитного поля одного уровня или в зави симости, обратно пропорциональной частоте, непрерывно изменяют по закону геометрической прогрессии его частоту, сравнивают выходное напряжение поверяемого средства измерений с нормированным для него уровнем порога напряжения и по обе .стороны от него с дополнительными уровнями, выраженными в виде нормированного ряда погрешностей, формируют из результатов сравнений цифровые коды с последующей фиксацией их на каждом периоде переменного магнитного поля и преобразуют зафиксированные коды в удобную для наблюдения или регистрации форму.

Устройство для осуществления данного способа, содержащее меру магнитной индукции с компенсатором помех медленных и быстрых вариаций, подключенный к ней источник с измерителем переменного тока и регистрирующий прибор, снабжено последовательно соединенными блоком пороговых уровней, блоком сравнений, преобразователем

=равнений в цифровой код и запоиисредств измерений передаточные характеристики 5. которых не зависят от частоты 1, т.е. 5 - - - const

U где U - выходное напряжение поверяемого средства измерений. Частоту тока (магнитной индукции-) по закону геометрической прогрессии изменяют непрерывно по команде с блока 7 управления посредством преобразования в частоту (der.2У, линейно изменяющегося пилообразного напряжения ге-, нератора 10 пилообразного напряжейия 0„ (Фиг.2а), преобразователем 11 напряжения в. частоту с последующим преобразованием частоты в непрерывно изменяющийся по частоте ток цифровым преобразователем 42 частоты в перемейный ток. Период непрерывно изменяющейся частоты .магнитной ин20 дукции В тождественнен линейно изменяющемуся пилообразному напряжению(фиг. 2а,г) при этом В=1, а уровень тока(величина)во всем частотном диапазоне обладает высокими метрологическимй -характеристика ми, присущими цифровым методам преобразования. Величина тока задается опорным напряжением регулируемого источника 16 опорного напряжения (о (Фиг.25$ которое поступает на второй вход цифрового преобраэовате" пя l2 частоты в переменный ток через вторую позиции 15 и полюс 17 од" нополюсного двухпозиционного переключателя l3, В соответствии .,с передаточной характеристикой 5=- средства измерений необходимый уро-, вень магнитной индукции BP >Q устанавливают по известному значению постоянной меры 8 К вЂ” "g è току5(0 )Щ

4g из зависимости В=К1(Ц в) . В центре меры 8 устанавливают первичный пре" образователь поверяемого средства измерений, выход которого подключен к клемме 1, По нормированному выход"

45 ному напряжения поверяемого средства измерений о (Фиг. 2ф устанавливают нормированные уровни порогов напряжений 0 (Фиг.-2 ) в блоке 4 пороговых уровней. На каждом периоде магнит"

g0 ной индукции. сравнивают выходное напряжение поверяемого средства изс мерений Ц с нормированными уровнями порогов напряжений- блока 4 пороговых уровней (Фиг.2,,6) и порядковые но

>> мера 4,5...,17 преобразуют результаты сравнений в коды преобразователем 3 сравнений в цифровой код и фиксируют их в запоминающем блоке g. По коман3 l нающим блоком, а также блоком управления, при этом второй вход блока сравнений соединен с поверяемым средством измерений, выход запоминающего блска с регистрирующим прибором, второй и третий входы запоминающего блока подключены к первому выходч. блока управления и ко второму выходу источника с измерителем переменного тока соответственно, а второй выход .блока управления - ко входу источника с измерителем переменного тока.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для осуществления способа поверки средств измерении магнитной ,индукции переменного. магнитного поля1 à фиг,2 и 3 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, Устройство (фиг. 1) содержит клемму 1 дпя подключения поверяемого средства измерений, соединенную спервым входом блока 2 сравнений, преобразователь 3 сравнений в цифровой код, входами связанный через блок 2 сравнений с блоком 4 пороговых уровней, а выходом через запоминающий блок 5 с регистрирующим прибором 6, блок 7 управления, первым выходом подключенный к второму входу запоминающего блока 5 и вторым выходом - к мере 8 магнитной индус ции через источник 9 с измерителем переменного тока, содержащим генератор 10 пилообразного напряжений, преобразователь 11 напряжения в частоту и цифровой преобразователь

l2 частоты в переменный ток, однополюсный двухпозиционный переключатель 13, первой позицией- 14 соединенный с выходом генератора 10, пилообразного напряжения второй позицией 15 с регулируемым источником l 6 опорного напряжения, а полюсом 17 - с вторым вхо-дом цифрового преобразователя 12 час» тоты в переменный ток, второй выход которого связан с третьим входом запоминающего блока 5.

Способ реализуется устройством следующим образок.

Магнитную индукцию переменного магнитного поля одного уровня с частотой изменения по закону геометриче кой прогрессии воспроизводя мерой

8 магнитной индукции и йротекающим по ее обмотке током от цифрового преобразователя 12,частоты в пере- менный ток. Один уровень магнитной индукции В необходим для поверки

0232б1 4

1023261

S де с блока 7 управления (фиг.23) иэ, запоминающего блока 5 зафиксированные коды переписывают в регистрирующий прибор 6 и преобразуют им в информацию, удобную для регистрации (фиг.2Q). 1сли передаточная характеристика 5 = - = f тожде твенна частоU те 1, то уровень магнитной индукции

В изменяют обратно пропорционально частоте 1, а саму частоту - непре- 10 рывно по закону геометрической прогрессии. Этим действием осуществляют приведение суммарной передаточной характеристики 5 Бмк пеоедаточной характеристике, не зависящей от частоты где 5„= ф.- = 0 оп - передак- 15 точная характеристика меры 8 магнитной индукции, при этом осуществляют подачу на второй вход цифрового преФ обраэователя 12 частоты в переменный

20. ток через полюс 17 и первую позицию

14 однополюсного двухпозиционного переключателя 13 опорного напряжения

Цо< в виде линейно падающего напряже" ния с выхода генератора 10 пилообраз25 ного напряжения (фиг,35) .Понормированному выходному напряжению поверяемого с редства измерений О > (фи r. 2g) устанавливают нормированные уровни порогов напряженийО -в блоке 4 поро „ говых уровней (фиг,2 ).На каждсм пери+ 0 оде магнитной индукции сравнивают выл ходное напряжение поверяемого средства измерений ц (иг.2,е) с нормированными уровнями порогов напряжений

Uq блока 4 пороговых уровней S5 (фиг.2ф, преобразуют результаты сравнений в цифровые коды (фиг.22,,6} и порядковые номера 4,5,...,17 преобразователем 3 сравнений в цифровой код и фиксируют их в запоминающем блоке 40

5. По команде с блока 7 управления (фиг.2)} из запоминающего блока 5 зафиксированные цифровые кодЫ переписывают в регистрирующий прибор 6 и преобразуют их в информацию, удобную 45 для регистрации (фиг.29), Поверку средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля осуществляют без компенсаторов магнитных помех, как активных, так и пассивных (магнитных экранов), если уровень помех меньше или равен 1/3 от нормируемой погрешности поверяемого средства измерений. При невозможности соблюдения этого условия по;верку осуществляют с компенсаторами помех.

Ь

Необходимый диапазон изменения частоты по закону геометрической прогрессии устанавливают с помощью изменения скорости пилообразного напряжения генератора 10 пилообразно" го напряжения и изменения коэффициента преобразования напряжения в частоту преобразователем 11 напряжения в частоту. Знаменатель геометрической прогрессии р определяют из выражения где ТВ - период верхней граничной частоты диапазона частот поверяемого средства измерений; лТв - приращение периода; — - погрешность средства измерений;

ll,04< - порядковый номер периода, Число периодов изменяющихся по закону геометрической прогрессии находят из формулы где Тч - период нижней границы час тоты магнитйой индукции, Время изменения частоты магнитной индукции от нижней до верхней граничных частот средства измерений

1l

"н- "В.г нВ н " = (3) -г

Для средств измерений, в которых ,осуществлено преобразование переменного выходного напряжения, являющегося отображением изменения магнитнои индукции, в постоянное с постоянной времени преобразования Т, необходимо выполнить условие Т В Т. Воспроизведение уровня магнитной индукции в зависимости, обратно пропорциональной частоте, во всем частотном диапазоне с нормированной погрешностью 1/3

- практически невозможно (если часА тотный диапазон перекрывает от нижней до верхней гранильных частот несколько порядков). Поэтому частотный диапазон делят на части, кратные десяти, Для каждого поддиапазона

7 lO2326> 8 на определяют Ткз по формуле Д). после преобразования зафиксированных

Нижнюю граничную частоту устанав- цифровых кодов в напряжение и его ливают на первом поддиапазоне регули- регистрации самопишущим прибором. ровкой верхнего уровня пилообразного Нормированные уровни порогов напряженапряжения генератора,10 пилообразно- ний блока,4 пороговых уровней при го напряжения при определенном коэф- этом выражены s единицах ряда погреш5 фициенте передачи тока цифрового пре- ностей. образователя 12 частоты в переменный ток. На последующих поддиапазонах Таким образом, данное техническое изменяат скооость пилообразного решение за счет непрерывного измена п н ряже ия и коэффициенты преобразо-. нения частоты по закону геометричес1О вания напряжения в частоту и пе- кой прогрессии, сравнений,на каждом редачи тока.8оспроизведение магнит- периоде магнитной индукции переменноной индукции переменного магнитного го магнитного поля, выходного напряНоля заканчивают на и -м периоде, определяемом формулой (2) .

35 жения проверяемого средства изме е- р д з ере ний с нормированными уровнями поро"

С помощью данного устройства может гов напряжений, преобразование ребыть осуществлен принцип поверки "го- зультатов сравнений в цифровые ко ды, д е годен по двум нормированным фиксации их и .преобразования в удобуровням порогов напряжений. Кроме, ную для регистрации форму позволяет того может быт быть построено графичес- повысить производительность поверки

20 кое изменение погрешности (йиг.2Ж) не менее чем на порядок.

Ц) р

Г

1 !

1023261

Up

Составитель Е. Данилина

Редактор Т.Веселова Техред В далекорей Корректор А.Ференц

Заказ 4205/30 Тираж 710 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