Устройство для измерения магнитной индукции импульсного поля

 

Изобретение оУносится к области магнитных измерений. Цель изобретения - расширение диапазона частот измеряемой магнитной индукции импульсного поля в высокочастотную область. Устройства содержит образцовзпо меру магнитной индукции 1, регулируемьй источник 2 постоянного тока и тесламетр 3. Введение широкополосного усилителя 4, управляемого инвертора 5, избирательного усилителя 6, нуль-индикатора 7, позволяет инвертировать измеряемый сигнал в момент действия переднего или заднего фронтов импульсов поля и непрерывно измерять индукцию магнитного поля без периодического выключения тесламетра в процесi се измерения. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

OD 4 С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и QTHpbITHA

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3829079/24-21 (22) 24.12,84 (46) 15. 10.86 . Вюл. Ф 38 (72) Л.В.Лебедева, А.И.Синяков и А.П.Щблкин (53) 621.317.44(088.8) (56) Афанасьев Ю.В. и др. Средства измерений параметров магнитного поля, с. 223-224, рис. 9-14.

Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника . M.: Мир, 1982. (54) УСТРОЙСТВО . ИЗМЕРЕНИЯ МАГБ4ТНОЙ ИНДУКЦИИ ИМПУЛ СНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение о носится к области магнитных измерений. Цель изобрете„„SU„„1264117 A 1 ния — расширение диапазона частот измеряемой магнитной индукции импульсного поля в высокочастотную область.

Устройство содержит образцовую меру магнитной индукции 1, регулируемый источник 2 постоянного тока и тесламетр 3. Введение широкополосного усилителя 4, управляемого инвертора 5, избирательного усилителя 6, нуль-индикатора 7 позволяет инвертировать измеряемый сигнал в момент действияпереднего или заднего фронтов импульсов поля и непрерывно измерять индукцию магнитного поля без периодического выключения тесламетра в процес- а

Ю се измерения. 3 ил.

1264117

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения магнитной индукции импульсных полей (периодических последовательностей импульсов 5 поля) и для поверки тесламетров импульсных полей.

Цель изобретения — расширение диапазона частот измеряемой магнитной индукции импульсного поля в высо- 10 кочастотную область за счет того, что инвертирование измеренного сигнала в момент действия переднего или заднего фронтов импульсов поля, позволяет .непрерывно тесламетром измерять индукцию поля и не выключать тесламетр периодичесКи в процессе измерения.

Широкополосный усилител. и управляемый инвертор обеспечивают такой способ измерения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения магнитной индукции импульсного поля, на фиг.2— диаграмма изменения сигнала при его прохождении по измерительному каналу, когда магнитные индукции импульсного и постоянного полей направлены встречно, на фиг. 3 — то же, когда магнитные индукции импульсного и постоянного полей совпадают по направлению.

Устройство содержит образцовую меру 1 магнитной индукции, подключенный к ней регулируемый источник 2 35 постоянного тока, а также последовательно соединенные тесламетр 3, широкополосный усилитель 4, управляемый инвертор 5, избирательный усилитель б и нуль-индикатор 7. Управляющий 40 вход инвертора 5 через дифференцирующий блок 8 соединен с выходом тесламетра 3.

Устройство работает следующим образом. 45

Образцовая мера 1 с размещенным внутри нее первичным преобразователем тесламетра 3 помещается в облас.ти пространства, где необходимо измерить магнитную индукцию импульсно- 50

ro поля. При протекании через образцовую меру 1 тока от регулируемого источника 2 постоянного тока на первичный преобразователь тесламетра 3 одновременно воздействуют магнитные 55 индукции измеряемого импульсного

В„ (фиг. 2а) и известного постоянного В„ (фиг. 2б).магнитных полей, которые преобразуются теспаметром 3 в электрический сигнал (на фиг, 2

В„ направлена навстречу Вя). В результате на выходе тесламетра 3 возникает напряжение U, (фиг. 2в), которое поступает на широкополосный усилитель 4, усиливается и подается на управляемый инвертор 5. Инвертор

5, управляемый импульсами напряжения, поступающими на его управляющий вход через дифференцирующий блок 8, инвертирует напряжение U в период действия импульсов магнитного поля. На выходе инвертора 5 появляется напряжение U (фиг. 2г). Это напряжение поступает на вход избирательного усилителя 6, настроенного на частоту следования импульсов поля, и далее на нуль-индикатор 7.

Избирательный усилитель иэ поступившего сигнала выделяет и усиливает переменную составляющую (гармонику) с частотой следования импульсов поля П„ (фиг. 2д и пунктирная синусоида на фиг. 2г). Амплитуда выделенной переменной составляющей пропорциональна разности между уровнем сигнала, соответствующего постоянному полю и уровнем инвертированного сигнала. В свою очередь уровень инвертированного сигнала равняется разности между уровнями сигналов постоянного и импульсного полей. При изменении значения магнитной индукции постоянного поля изменяется уровень соответствующего ей сигнала, а также уровень инвертиро1 ванного сигнала, что приводит к изменению амплитуды переменной составляющей с частотой следования импульсов на выходе избирательного усилителя 6..

Изменяя значение магнитной индукции постоянного поля (в случае, представленном на фиг. 2 уменьшая абсолютное значение индукции), уменьшают амплитуду переменной составляющей на выходе избирательного усилителя 6 до нуля.

В момент времени, когда уровень сигнала, соответствующего магнитной индукции постоянного тока, сравняется с уровнем инвертированного сигнала, переменная составляющая на выходе избирательного усилителя 6 будет отсутствовать. Об отсутствии переменной составляющей судят по нуль-индикатору 7. Совпадение уровней сигналов з 126 произойдет, когда значение магнитной индукции измеряемого импульсного по— ля (амплитуда импульсов) будет в два раза превышать значение магнитной индукции противоположно направленного постоянного поля известного эна1О чения.

Действительно, если обозначить сигнал, соответствующий импульсам поля, через В„ (фиг. 2а), а сигнал, соответствующий противоположно направленному постоянному полю, через—

В„ (фиг. 2б), то амплитуда суммарного сигнала в период действия импульсов поля будет равна В„ — В„, а в их 15 отсутствие — В„ (фиг. 2в). Амплитуда инвертированного сигнала будет равна  — В„, а разность между уровнем сигнала, соответствующего постоянному полю, и уровнем инвертированного сиг- 20 нала, равная удвоенной амплитуде 2А переменной составляющей сигнала, будет равна (фиг. 2г)

2А = -Bn ((В„B ))

2Вп + Ви 25

Переменная составляющая равна нулю, если — 2В„+ В„= О, т.е. амплитуда импульсов поля равна удвоенному значению противоположно направленного постоянного поля. 30

Таким образом, зная значение магнитной индукции постоянного поля в образцовой мере 1 в момент отсутствия переменной составляющей на выходе избирательного усилителя 6, можно определить значение магнитной индукции импульсного поля, равное В„

2В„.

Диаграмма изменения сигнала при

его прохождении по измерительному каналу, поясняющая работу устройства

4117 в случае, когда направленные индукцией импульсного и постояного полей совпадают, представлена на фиг. 3.

При уменьшении значения постоянного поля в мере, изменении его направления и увеличении до значения, равного по абсолютной величине

1/2 B„, переменная составляющая на выходе избирательного усилителя будет постепенно уменьшаться до нуля.

Предлагаемое устройство реализуется следующими известными приборами.

Тесламетр и шнрополосный усилитель выполнены на интегральных микросхемах и транзисторах. Управляемый инвертор выполнен на базе микросхем

К544 УД1. В качестве избирательного усилителя и нуль-индикатора использован селективный усилитель У2-8, в качестве источника постоянного тока — прибор 55-48.

Формула и з обретения

Устройство для измерения магнитной индукции импульсного поля, содержащее образцовую меру, подключенный к ней регулируемый источник постоян= ного тока и тесламетр, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот измеряемого импульсного поля в него введены дифференцирующий блок, последовательно подключенные к выходу тесламетра широкополосный усилитель, управляемый инвертор, избирательный усилитель и нуль-индикатор, при этом управляющий вход инвертора через дифференЦирующий блОк соединен с выхОдОм тесламетра.

12б4 117 ао

Составитель А.Дивеев

Техред Л.Сердюкова Корректор, Л.Пилипенко

Редактор А.Ревин

Заказ 5557/46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4