Устройство для контроля тесламетров

 

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля работоспособности тесламетров, применяемых в качестве измерителей промышленных магнитных помех. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля -- достигается тем, что в известное устройство введены генератор 5 пилообразного напряжения, компаратор 6 напряжения, стабилизированный источник 7напряжения компарирования, инверторы 8и 10, элементы И 9 и 11, элемент ИЛИ 12, фазочувствительный детектор 13 и полосовой фильтр 14. Устройство также содержит гнездо для подключения проверяемого тест ламетра, индукционный датчик с измерительной 2 и калибровочной 3 обмотками, генератор 4 синусоидальных колебаний и измерительный прибор 15. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 R 33/02

ГОСУДАРСТ В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664551/21 (22) 20.03,89 (46) 30.06,91. Бюл. ¹ 24 (72) А,Ф.Яковлев и В,А.Слаев (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N758021,,кл. G 01 R 33/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕСЛАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля работоспособности тесламетров, применяемых в качестве измерителей промышленных магнитных помех. Цель изобре„„ Ы„„1659927 А1 тения — повышение точности и достоверности контроля — достигается тем, что в известное устройство введены генератор 5 пилообразного напряжения, компаратор 6 напряжения, стабилизированный источник

7 напряжения компарирования, инверторы

8 и 10, элементы И 9 и 11, элемент ИЛИ 12, фазочувствительный детектор 13 и паласовой фильтр 14. Устройство также содержит гнездо для подключения проверяемого тес ламетра, индукционный датчик с измерительной 2 и калибровочной 3 обмотками, генератор 4 синусоидальных колебаний и измерительный прибор 15. 2 ил.

1659927

Изобретение относи;:ся к магнитоизмерительной технике и предназначено для контроля работоспособности тесламетров, применяемых в качестве измерителей промышленных магнитных помех, 5

Цель изобретения — повышение точности и достоверности контроля.

На фиг. 1 приведена структурная схема ,предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вре менные диаграммы его работы. 10

Устройство (фиг. 1) содержит гнездо 1 для подключения проверяемого тесламетра, индукционный датчик проверяемого тесламетра с двумя обмотками, измерительной

2 и калибровочной 3, намотанными на од- 15 ном сердечнике. Калибровочная обмотка 3 проверяемого тесламетра подключена к первому выходу упразляемого синусоидального генератора 4, выход ко орого подключен к первому выходу генератора 5 20 пилообразного напряжения (ГПН), Второй выход ГПН 5 подключен к инвертирующему входу компаратора 6 напряжения, другой вход которого подключен и стабилизированному источнику 7 напояжения компари- 25 рования. Второй выход управляемого синусоидального генератора подключен одновременно к входу первого инвертора 8 и первому входу первого элемента И 9. Выход компаратора 6 напряжения подключен к 30 второму входу первого элемента И 9 и входу второго инвертора l0. Выход первого инвертора 8 подключен к первому входу вто рого элемента И 11, второй вход которого подключен к выходу второго инвертора 10. 35

Выходы элементов И 9 и И заведены на входы элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу фазочувствительного детектора 13. Выход фазочувствительного детектора 13 заведен на вход 40 полосового фильтра 14, выход которого подключен к измерительному прибору 15, Выход проверяемого тесламетра заведен на сигнальный вход фазочувствительного детектора 13. 45

Устройство работает следующим образом, В момент времени, когда возникает необходимость проверки тесламетра или когда оператор сомневается в его 50 работоспособности, включается устройство проверки работоспособности проверяемоm тесламетра.

На фиг, 1 проверяемый тесламетр представлен индукционным датчиком с двумя 55 обмотками: измерительной 2 и калибровочной 3, намотанными на одном каркасе с сердечником, причем калибровочная обмотка 3 имеет форму мало абаоитного соленоида, Измерительн: ÿ обмотка 2 воспроизводит трансформируемое значение переменной магнитной индукции от калибровочной обмотки 3, возникающей в ней за счет протекания тока от управляемого си нусоидал ьно го генератора 4. Уп ра вляемый синусоидальный генератор 4 вырабатывает спектр частот амплитудой Uy, (фиг, 2, а) тц + Л f, где fq — центральная частота диапазона проверяемого тесламетра. Управляющее напряжение в виде пилообразного величиной U< (фиг. 2, б) поступает на генератор 4 от генератора 5 пилообразного напряжения (ГПН) длительностью Т и величиной U>, необходимой для получения полного спектра частот (девиации частоты), Центральная частота 1ц получается в генераторе 4 при достижении амплитуды пилообразного напряжения, равной его половине, Таким образом обеспечивается автоматическая подача тока в калибровочную обмотку за временной период Т полного частотного спектра сигнала, необходимого для перекрытия диапазона измерений переменной магнитной индукции проверяемого тесламетра.

С второго выхода ГПН 5 пилообразное напряжение поступает на инвертирующий вход компаратора 6, на второй вход которого подается опорное напряжение компарирования, равное половине амплитудного значения U (фиг. 2, б) пилообразного напряжения, получаемое от стабилизированного источника 7 напряжения компарирования. При достижении в компараторе 6 равенства опорного напряжения и пилообразного на его выходе происходит смена уровня выходного напряжения (фиг.

2, в) во временной точке, равной Т/2, Таким образом, на выходе компаратора 6 образуются импульсы длительностью Т/2, которые поступают на первый вход первого элемента И 9 и вход второго инвертора 10. С второго выхода управляемого синусоидального генератора 4 спектр частот в виде меандра (фиг. 2, г) поступает на вход первого инверторэ 8 и второй вход первого элемента И 9, Поступившие на входы первого элемента И 9 напряжения меандра е1 с единичной фазой (фиг, 2, г} и импульсы е также с единичной фазой (фиг. 2, в) взаимодействуют и в результате взаимодействия этих напряжений на выходе первого элемента И 9 получаются прямоугольные импульсы ез с единичной фазой в первой половине периода Т (фиг, 2, е). На выходы второго элемента

И 11 также поступают аналогичные напряжения (фиг, 2, д), но с нулевой фазой. Фаза этих напряжений "переворачивается" в инверторах 8 и 10. В результате взаимодействия этих напряжений на выходе второго

1659927

10

20 детектирования сигнала калибровки (fu «+ +Л f)50 и помехи (р или <щ ) на выходе фазочувствительного детектора происходит наложение выпрямленного напряжения помехи на напряжение калибровки ет (фиг, 2, к)или ея(фиг.2, л) в зависимости от сдвига их фаэ. Как видно из фиг. 2, к (фиг. 2, л), выпрямленное напряжение сигнала и помехи на выходе фазочувствительного детектора проявляется в возникновении элемента И 11 получаются прямоугольные импульсы с нулевой фазой во второй половине периода Т (фиг. 2, д). Выходные импульсы обоих элементов И 9 и 11 подаются на входы элемента ИЛИ 12. В результате взаимодействия этих напряжений в элементе ИЛИ 12 на его выходе получаются импульсы е, у которых фаза частот (1ц — Л ) — fu

- (тц - hf) меняется на противоположную через промежуток времени, равный Т/2 (фиг, 2, ж).

Этот ряд импульсов е4 представляет собой управляющее напряжение фазочастотного детектора 13, которое подается на его управляющий вход. Сигнал калибровки, наведенный в измерительной обмотке 2 проверяемого тесламетра, преобразует его в

ЭДС, усиливается им и подается (минуя собственный амплитудный детектор) на сигнальный вход фазочувствительного детектора 13. Фазочувствительный детектор 13 в зависимости от фазовых соотношений сигнала калибровки UK (фиг. 2, а) и импульсов управления е4 (фиг. 2, ж) производит фазочувствительное детектирование сигнала калибровки. В результате на интегрирующей емкости фазочувствительного детектора 13 возникает огибающая кривая е5 с частотой F, равной 1/Т, которая для данного примера равна 1 Гц (фиг. 2, з). Выделенная огибающая поступает на вход полосового фильтра 14, где производится ее фильтрация. Далее отфильтрованное напряжение поступает на инерционный измерительный прибор, где огибающая может быть зафиксирована, например, на диаграммной ленте измерительного прибора.

Проверка тесламетра обычно производится в реальных условиях, поэтому в его рабочем диапазоне может присутствовать переменная магнитная индукция помехи с нестаци о на р ной фазой, нап ример р1 или щ, что проявляется в поступлении через тракт проверяемого тесламетра 1 напряжения eg с частотой и фазой помехи (фиг. 2, и}. Это напряжение также поступает на сигнальный вход фазочувствительного детектора 13. В результате фазочувствительного

45 гармонических составляющих высших порядков.

Используя избирательные свойства фазочувствительного детектора, можно получить ослабление помехи в выходном выпрямленном напряжении до 60 дБ, Это обьясняется тем, что вольт-секундная площадь выпрямленного фазочувствительным детектором t 3 синхронизируемого сигнала калибровки за период Т, охватывающий полностью диапазон проверяемого тесламетра, всегда значительно больше, чем вольт-секундная площадь выпрямленного напряжения помехи с нестандартной фазой, даже если та значительно больше по амплитуде.

После прохождения выпрямленного на-. пряжения через полосовой фильтр 14 гармоники его отфильтровываются и, следовательно, на измерительный прибор l5 поступает практически неискаженная огибающая сигнала калибровки eg (фиг. 2, м) .

Процесс подачи пилообразного напряжения (процесс калибровки) от ГПН может быть как одиночным, так и автоматическим многоразовым в зависимости от необходимости.

Формула изобретения устройство для контроля тесламетров, -содержащее индукционный датчик с измерительной и калибровочной обмотками, генератор синусоидальных колебаний и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, в него введены последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, компаратор напряжений, первый инвертор, первый элемент И, элемент ИЛИ, фазочувствительный детектор и полосовой фильтр, подключенный к измерительному прибору, стабилизированный источник напряжения, второй .инвертор и второй элемент И, первый вход которого подключен к входу второго инвертора и первому выходу генератора синусоидальных колебаний, подключенного вторым входом к выходу генератора пилообразного напряжения, а выходом — к калибровочной обмотке индукционного датчика, второй вход компаратора напряжений подключен к стабилизированному источнику напряжения, а выход компаратора напряжений подключен к второму входу второго элемента И, своим выходом соединенного с вторым входом элемента ИЛИ, выход второго инвертора подключен к второму входу первого элемента И, а сигнальный вход фазочувствительного детектора через проверяе ый тесламетр соединен с измерительной обмоткой датчика.

1659927

Составитель Л.Устинова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор А,Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1843 Тираж 434 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5