Магнитострикционный преобразова-тель c распределенными обмоткамивозбуждения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистических

Республни (>839070 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03. 05. 79 (21) 2761059/18-10 с присоединением заявки № (5 3 ) M. Кл.

Н 04 R !5/00

Государстеенный комитет

СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.06,81, Бктллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.06.81 (53) УДК 534.232 (088. 8) Е. В. Антонов, В. Б Есиков и В. И. Хм (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) ИАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С РАСПРЕДЕЛЕННЫИИ ОБМОТКАМИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к ультразвуковой технике, в частности к устройствам возбуждения ультразвуковых колебаний (УЗК), и может использоваться в ферроакустических устройствах обработки и хранения цифровой и аналоговой информации.

Известен магнитострикционный преобразователе- с распределенными обмотками, содержащий возбуждаемый и возбуждающий звукопроводы, выход» ные обмотки, формирователь возбужда ющих импульсов со входной обмоткой (11.

Недостаток известного устройства состоит в длительном времени процесса возбуждения ультразвукового импульса.

Наиболее близким техническим решением является устройство, включающее возбуждающий и возбуждаемый звуколроводы, одни концы которых сопряжены с демпферами, а другие соединены с отражающими нагрузками, входную обмотку, нанесенную на возбуждающий звукопровод у демпфера, выходными обмотками, нанесеенными на возбуждающий звукопровод между входной обмоткой и отражающей нагрузкой, обмотки возбуждения, нанесенные на возбуждаемый звукоцровод, одними концами соединенные с соответствующими выходами формирователей импульсов тока, входы которых сое10 динены с соответствующими выходными обмотками, другие концы обмоток возбуждения подсоединены к источнику питания, задающий генератор, выход которого соединен с одним концом т5 обмотки возбуждения, другой ее конец соединен с земляной шиной (2), Недостаток известного устройства состоит в низкой помехоустойчивости.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена обмотка опорного сигнала, обмотки считы8390

50 агония, нанесенные на возбуждаемый зпукопровод, схема выделения сигнала, и схема сравнения, причем обмотка опорного сигнала нанесена на тот же участок возбуждающего звукопровода, что и обмотка возбуждения, один из ее концов подсоединен к первому входу блока сравнения, а другой соединен с земляной шиной, считывающие обмотки, одни концы которых подключены к земляной шине, а другие соединены с соответствующими входами схемы выделения сигнала, чередуются с обмотками возбуждения,а выход схемы выделения сигнала соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторыми входами формирователей импульсов тока.

На чертеже схематически изображено 20 устройство, Устройство содержит возбуждаемыйзвукопровод 1, демпферы 2 и З,обмотки 4 возбуждения на возбуждаемом звукопроводе, источник 5 питания, формирователи 6 импульсов тока, задающий генератор 7, отражающие нагрузки 8 и 9, возбуждающий звукопровод 10, обмотку 11 возбуждения на возбуждающем звукопроводе, выход30 ные обмотки 12, обмотку 13 опорного сигнала, считывающие обмотки 14, схему 15 выделения сигнала, схему 16 сравнения, земляную шину 17.

Звукопроводы 1 и 10 с одной сто35 роны сопряжены с демпферами 2 и 3, а с другой — соединены с отражающими нагрузками 8 и 9. Обмотки возбуждения

4.1 — 4.5 нанесены на звукопровод

1, распределены по длине зоны возбуждения и одними концами соединены с источником 5 питания, а другими— с соответствующими выходами формирователей 6.1 — 6,5 импульсов тока.

Обмотка 11 возбуждения размещена между демпфером 3 и выходными обмотками 12 и соединена с выходом задающего генератора 7. Выходные обмотки

12,1 — 12,5 нанесены на звукопровод

10 и распределены по его длине.

Одним концом обмотки 12 соединены с соответствующими первыми входами формирователей 6.1 — 6.5 импульсов тока а другим соединены земляной

У

55 шиной 17. Считывающие обмотки

14.1 — 14.5 нанесены на звукопровод 1, чередуются с обмотками возбуждения 4.1 — 4.5 и одним концом соедине.

7п 4 ны с соответствующими входами схемы выделения сигналов, а другим соединены с земляной шиной 17. Считывающая обмотка 13, нанесенная на звукопровод 10, размещена вместе с обмоткой возбуждения 11 и охватывает тот же участок эвукопровода 10, что и обмотка 11. Одним концом она подсоединена к первому входу схемы

16 сравнения, а другим концом к земляной шине 17, Ко второму входу схемы 16 сравнения подсоединен выход схемы 15, а выход схемы 16 сравнения соединен co BTopblMpl входами формирователей 6.1 — 6.5 импульсов тока.

Устройство работает следующим образом, С задающего генератора 7 в обмотку 11 возбуждения поступает импульс тока, За счет магнитострикционного эффекта в звукопроводе 10 под обмоткой 11 формируются прямой и обратный ультразвуковые импульсы. Обратный импульс поглощается демпфером 3, а прямой распространяется в направлении нагрузки 9.

Одновременно с возбуждением ультразвукового импульса в звукопроводе 10 под обмоткой ll в обмотке опорного сигнала 13 наводится ЭДС, соответствующая изменению индукции из Br (остаточная индукция) в Bm (соответствующее значение индукции), Сигнал наводимый от обмотки 11, компенсируется, например, идентичной системой обмоток без магнитопровода (на чертеже не показана). Параметры обмотки 3 подобраны так, чтобы сигнал, соответствующий изменению индукции в звукопроводе 10 под обмоткой 11, равнялся сигналу на выходе устройства и соответствовал величине ультразвукового импульса необходимой для записи информации в носителе информации накопителя. Этот сигнал посту1 пает на второй вход схемы 16 сравнения и преобразуется там в потенциал, который не меняется до прихода следующего сигнала. За счет обратного магнитоупругого эффекта (эффекта Виллари)в выходной обмотке

12.1 наводится ЭДС,и сигнал с обмотки 12.1 поступает на первый вход формирователя 6.1 импульсов тока, который открывается и от источника

5 питания через обмотку 4.1 возбуждения протекает импульс тока. 3а счет

839070

25 магнитострикционного эффекта под обмоткой 4.1 в звукопроводе 1 формируется прямой и обратный ультразвуковые. импульсы. Обратный импульс поглощается демпфером 2, а прямой импульс по звукопроводу 1 распространяется к отражающей нагрузке 8.

Параметры обмоток 14.1-14.5 выбраны так, чтобы амплитуда сигнала за счет магнитоупругого эффект была кратна- 1 числу сложений с учетом затухания и факторов, действующих на устройство в процессе работы.

С обмотки 14.1 сигнал поступает на вход схемы 15, с выхода которой 15 сигнал поступает на первый вход схемы 16 сравнения, где он преобразуется в соответствующий потенциал. Если уровень сигнала на первом входе схемы 16 меньше опорного на втором входе, на выходе схемы 16 сохраняется разрешающий потенциал, который подается на вторые входы формирователей 6 импульсов тока. Процесс возбуждения под обмотками 4.2-4.5 и в обратном направлении от 4.5 к

4.1 происходят аналогично. Сложение ультразвуковых импульсов происходит до тех пор пока потенциал на втором входе схемы 16 сравнения 30 не превысит эталонного напряжения на первом входе.

После этого на выходе схемы 16 появляется запрещающий потенциал и 35 формирование ультразвукового импуль- са в звукопроводе 1 прекращается.

Так как процесс считывания с обмотки

13 в звукопроводе 10 и процесс возбуждения в звукопроводе 1 происхо дит в одинаковом режиме (например в режиме остаточной индукции), то все внешние факторы в достаточно широком диапазоне идентично действуют на процесс изменения намагниченности 5.

4 под действием ультразвуковых импульсов и под действием поля. Если предположить, что амплитуда импульса на выходе устройства постоянна и достаточна для записи в носителе 0 информации, то величина считанного сигнала от этого импульса зависит только от величины остаточной намагниченности в зоне считывания, которая, в свою очередь, определяется

$5 уровнем воздействия внешних факторов (температура, механические напряжения, магнитное поле).

Таким образом в процессе преобразования подключается количество формирователей необходимое для создания строго определенной амплитуды импульса. Естественно при этом приходится в конструкции заложить избыточное количество распределенных звеньев преобразования и чем их боль/ ше,тем выше точность получения заданной амплитуды и тем шире область устойчивой работы устройства.

Формула изобретения

Магнитострикционный преобразователь с распределенными обмотками возбуждения, включающий возбуждающий и возбуждаемый звукопроводы, одни концы которых сопряжены с демпферами, а другие соединены с отражающими нагрузками, входную обмотку, нанесенную на возбуждающий звукопровод у демпфера, выходными обмотками,на- несенными на возбуждающий звукопровод между входной обмоткой и отражающей нагрузкой, обмотки возбуждения, нанесенные на возбуждаемый звукопровод, одними концами соединенные с соответствующими выходами формирователей импульсов тока, входы которых соединены с соответствующими выходными обмотками, другие концы обмоток возбуждения подсоединены к источнику питания, задающий генератор, выход которого соединен с одним концом обмотки возбуждения, другой ее конец соединен с земляной шиной, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в . устройство введены обмотка опорного сигнала, обмотки считывания, нанесенные на возбуждаемый звукопровод, схема выделения сигнала и схема сравнения, причем обмотка опорного сигнала нанесена на тот же участок возбуждающего звукопровода, что и обмотка возбуждения, один из ее концов подсоединен к первому входу блока сравнения, а другой соединен с земляной шиной, считывающие обмотки, одни концы которых подключены к земляной шине, а другие — соединены с соответствующими входами схемы выделения сигнала, чередуются с обмотками возбуждения, а выход схемы вьщеления сигнала соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой

839070

Со ст авит ель Б, Валуев

Редактор А. Долинич Техред А. Савка Корректор M. Демчик

Заказ 4182/4 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 соединен со вторыми входами формирователей импульсов тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

У 492050, кл. H

2. Авторское

У 534889, кл. Н (прототип).

8 свидетельство СССР

04 R 15/00, 1974. свидетельство СССР

04 R 15/00, 1975