Устройство для измерения импульсной магнитной проницаемости

 

Изобретение касается магнит-- иых измерений, например измерений импульсной магнитной проницаемости ферритовых кольцевых сердечников, и позволяет повысить быстродействие устройства. Выход генератора 1 (г) намагничивающих импульсов соединен с входной обмоткой 3 измеряемо .го сердечника 2. Выходная обмотка 4 через масштабирующие резисторы 5 и 7 подключена к усилителю 8, выход которого соединен с входом блока 9 сравнения амплитуд БСА). Вькод БСА через источник 19 напряжения соединен с входом электронного ключа 16, выход последнего соединен с резистором 6, а через фильтр 17 и вольтметр 18 подключен к БСА 9. Выход Г 9 задающих импульсов соединен с входом электронного ключа через элементы И 14 и ИЛИ 15. Их вторые вьгходы подключены к второму и третьему входам БСА 9. Четвертой выход БСА 9 соединен с Г 1. Пятый вьЬсод через источник напряжения 20 связан с третьим входом БСА 9 Первый вход БСА 9 через амплитудный компаратор 10 соединен с первым входом микропроцессора 11, его второй вход соединен с вторым входом БСА 9, третий - с выходом блока памяти. Второй вход амплитудного компаратора 10 соединен с третьим входом БСА 9, с первого по питый выходы которого, соединены с первого по пятьй выходами микропроцессора 11, а шестой BW- ход последнего подключен к входу блока 12 памяти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. г (О . и. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!1) (51) ) 0 01 R 33/12 (21) 3562796/24-21 (22) 09.03.83 (46) 23.02.86. Бюл. Р 7

-(72) Н.П. Христов и С.А. Драчев (53) 62)..317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 7)!509, кл. G 01 R 33/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 853575s . G 0) R 33/22, )98) ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НМ;ПУЛЬСНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ. (57) Изобретение касается магнитных измерений, например измерений ..импулъсной магнитной проницаемости ферритовых кольцевых сердечников, и позволяет повысить быстродейст-вие устройства. Выход генератора i (Г) намагничивающих импульсов соединен с входной обмоткой 3 измеряемо,го сердечника 2. Выходная обмотка 4 через масштабирующие резисторы 5 и 7 подключена к усилителю 8, выход которого соединен с входом блока 9 сравнения амплитуд (БСА). Выход БСА через источник 19 напряжения соединен с входом электронного ключа 16, выход последнего соединен с резистором 6, а через фильтр 17 и вольтметр 18 подключен к БСА 9. Выход Г 9 задающих импульсов соединен с входом электронного ключа через элементы И )4 и ИЛИ 15. Их вторые выходы подключены к второму и третьему входам БСА 9. Четвертый выход

БСА 9 соединен с Г 1. Пятый выход через источник напряжения 20 связан с третьим входом БСА 9. Первый вход БСА 9 через амплитудный компаратор 10 соединен с первым входом микропроцессора )1, его второй вход соединен с вторым входом БСА 9., третий - с выходом блока памяти. Второй вход амплитудного компаратора )О соединен с третьим входом БСА 9, с первого по пятый выходы которого. соединены с первого по пятый выходами микропроцессора II а шестой выход последнего подключен к входу блока 12 памяти. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1213447

l0

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть ис" пользовано для измерения импульсной магнитной проницаемости ферритовых кольцевых сердечников, а также для экспресс-контроля параметров кольцевых сердечников. .Целью изобретения является повышение быстродействия работы устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство состоит из генератора I намагничивающих импульсов, измеряемого сердечника 2 с входной 3 и выходной 4 обмотками, масштабирующих резисторов 5-7, усилителя 8, блока 9 сравнения амплитуд, включающего амплитудный компаратор 10, микропроцессор ll и блок 12 памяти, задающего генератора 13, элемента И 14 и элемента ИЛИ 15, электронного клю ча 16, фильтра 17, вольтметра 18 постоянного тока, первого и второго управляемых источников 19 и 20 напряжения. !

Выход генератора 1 намагничиваюI щих импульсов соединен с входной обмоткой 3 измеряемого сердечника 2.

Выходная обмотка 4 через масштабирующие резисторы 5 и 7 подключена к усилителю 8, выход .которого соединен с входом блока 9 сравнения амплитуд, выходом связанного через первый управляемый источник 19 напряжения с входом электронного ключа 16. Выход последнего соединен с масштабирующим резистором 6, а через фильтр 17 и вольтметр 18 постоянного тока подключен к второму входу блока 9 сравнения амплитуд. Выход генератора 13 задающих импульсов связан с вторым входом электронного ключа 16 через последовательно соединенные элементы И 14 и ИЛИ 15, вторые входы которых подключены соответственно к второму и третьему входам блока 9 сравнения амплитуд. Четвертый выход блока сравнения амплитуд соединен с вхо" дом генератора 1 намагничивающих импульсов, а пятый выход через управля" емый источник 20 напряжения связан с третьим входом блока 9 сравнения амплитуд. Первый вход блока 9 сравнения амплитуд через амплитудный ком; паратор 10 соединен с первым входом микропроцессора 11, второй вход по15

3S

55 следнего соединен с вторым входом блока 9 сравнения амплитуд, третийс выходом блока 12 памяти. Второй вход амплитудного компаратора 10 соединен с третьим входом блока 9 сравнения амплитуд, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами микропроцессора ll а шестой выход последнего подключен к входу блока 12 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Блок 9 сравнения амплитуд. устанавливает цифровой код на входе второго управляемого источника 20 напряжения, выполненного, например, в виде цифроаналогового преобразователя с регистром памяти на входе. Первоначально в единичное состояние устанав" ливается старший разряд триггера (фиг . 2а), а на выходе второго управляемого источника 20 напряжения появляется соответствующий цифровому коду уровень опорного напряжения, В соответствии с программой перемагничивания измеряемого сердечника блок 9 сравнения амплитуд воздействует на генератор 1 намагничивающих импульсов, в результате чего на выходной обмотке 4 появляется считанный сигнал, площадь которого пропорциональна величине импульсной магнитной проницаемости. Сигнал через масштабирующие резисторы 5 и 7 поступает на вход усилителя 8, при этом амплитуда импульса на его интегрирующем выходе (фиг. 2б ) соответствует площади считанного сигнала. Амплитудный компаратор 10 сравнивает амплитуду полученного импульса с установлечным уровнем опорного напряжения (фиг.2в). Результат сравнения воспринимается микропроцессором 11, который в зависимости от результата корректирует цифровой код на входе управляемого источника 20 напряжения (фиг. 2г) и повторяет запуск генератора 1 намагничивающих импульсов.

Указанные процедуры повторяются с частотой следования намагничивающих импульсов, причем количество повторов определяется выбранным алгоритмом поиска цифрового кода и разрядностью используемого цифроаналогового преобразователя, выбираемой для обеспечения требуемой точности опре«

1213447!

20

Для проведения программной коррек" ции изменения параметров управляемого источника 19 напряжения и электронного ключа 16 блок 9 сравнения

55 амплитуд периодически обеспечивает запуск электронного ключа 16 от задающего генератора 13 через элемент И 14 и элемент ИЛИ 15. Это деления площади считанного сигнала.

По окончании повторов найденный цифровой код, по существу, является цифровым эквивалентом считанного сигнала, зависящим лишь от площади счи- 5 танного сигнала и коэффициента преобразования измерительного тракта. При необходимости измерения импульсной магнитной проницаемости при воздействии намагничивающего поля иной проницаемости полученный цифровой код заносится в блок 12 памяти, а блок 9 сравнения амплитуд повторяет описанные операции, но при воздействии импульсов тока соответствующей !5 амплитуды. На этом заканчивается первая часть процесса измерения, а полученный цифровой код запоминается (фиг. 2д) в блоке 12 памяти. !

Далее блок 9 сравнения амплитуд устанавливает первоначально найденный цифровой эквивалент считанного сигнала на входе второго источника 20 напряжения, и на выходе последнего устанавливается соответствующих

25 данному цифровому коду уровень постоянного напряжения (фиг. 2е). Далее блок 9 сравнения амплитуд устанавливает цифровой код на входе первого управляемого источника 19 напряжения, выполненного, например, в виде аналого-цифрового преобразователя. Этим обеспечивается появление на выходе последнего уровня постоянного напряжения, соответствующе- Ç5 го, например, включенному старшему разряду цифрового кода. Микро- процессор ll воздействует через элемент ИЛИ 15 на электронный ключ 16, выполненный в виде формирователя прямоугольных импульсов с фиксированной длительностью, в результате чего на выходе электронного ключа появляется импульс напряжения, амплитуда которого (фиг. 2ж ) равна

45 установленной на выходе управляемого источника напряжения, а временные параметры определены параметрами управляющего импульса. Сформированный импульс (фиг. 2ж) через масш" табирующие резисторы 6 и 7 переда. ется на вход усилителя 8, а на интегрирующем выходе усилителя появляется импульсный сигнал, амплитуда которого пропорциональна площади импульса на выходе усилителя. Аналогично описанному производится сравнение этого сигнала с уровнем опорного напряжения, соответствующего площади считанного с сердечника сигнала, и последующая коррекция, например, по алгоритму методики последовательных приближений применительно к цифровому коду, определяющему амплитуду сигнала на выходе электронного ключа 16. При повторении описанного процесса формирования импульса на выходе электронного ключа !6 и при сравнении указанных сигналов с последующей их коррекцией в соответствии с количеством двоичных разрядов управляемого источника 19 напряжения, площадь импульсов на выходе электронного ключа. 16 оказывается равной площади импульсов считанного с сердечника сигнала, а цифровой код на входе уп" равляемого источника 19 напряжения является результатом измерения импульсной магнитной проницаемости при конкретной величине намагничивающего тока и он может быть выведен на цифровую индикацию (фиг. 2з.).

После этого повторяется процесс задания опорного напряжения по цифровому эквиваленту считанного с сердечника сигнала при иной напряженности намагничивающего поля и опре-I деление соответствующего этому импульсу выходного сигнала электронного ключа.

В связи с тем, что поиск амплитуды сигналов на выходе электронного ключа 16 не привязан к частоте намагничивающих импульсов, на него затрачивается значительно меньше времени по сравнению с известным устройством, где процесс поиска осуществляется при одновременном намагничивании измеряемого сердечника.

Продолха тельность поиска в предложенном устройстве определяется лишь частотой формирования импульсов на выходе электронного ключа 16 и при выполнении блока 9 сравнения амплитуд на базе микропроцессорного набора серии К580 составляет около

200 мкс.

Ае.У

ВНИИПИ Заказ 779/56 Тираж 730 Подписное

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

5 12134 обеспечивает вьщеление постоянной со Ф ставляющей сформированных импульсов фильтром 17,.измерение их амплитуды . цифровым вольтметром 18 и регистрацию результата в блоке 12 памяти бло" ка 9 сравнения амплитуд, что позволяет определять фактические весовые коэффициенты управляемого источника 19 напряжения, используемые для определения результата измерения величины 10 импульсной магнитной проницаемости.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения импульсной магнитной проницаемости, содержащее генератор намагничивающих импульсов, выходом соединенный с входной обмоткой, электронный ключ, задающий генератор, интегрирующий уси-20 литель, выход которого через последовательно соединенные блок сравнения амплитуд и управляемый источник напряжения подключен к первому входу электронного ключа, последователь- 25 но соединенные с электронным ключом фильтр и регистрирующий прибор, а также три масштабирующих резистора, через которые выход электронного ключа и выходная обмотка подключены к входу интегрирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия уст"

47 6 ройства, в него дополнительно введены второй управляемый источник напряжения, элемент И и элемент ИЛИ, выход регистрирующего прибора связан с вторым входом блока сравнения амплитуд, а выход задающего генератора связан с вторым входом электронного ключа через последовательно соединенные элемент И и элемент ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сравнения амплитуд, четвертый выход которого подключен к входу генератора намагничивающих импульсов, а пятый выход через второй управляемый источник напряжения связан с третьим входом блока сравнения амплитуд.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения амплитуд выполнен в виде блока памяти и последовательно соединенных амплитудного компаратора и микропроцессора, второй вход которого соединен с вторым входом блока сравнения амплитуд, третий вход подключен к выходу блока памяти, .вход которого соединен с шестым выходом микропроцессора, а его второй, третий, четвертый и пятый выходы соецииены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока сравнения амплитуд..