Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса

 

(72) Авторы изобретения

А.С. Петя ев, В.А. Шахнин и Н. С . Каэ аков (73) Заявитель

Омский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАИИЧЕСКИХ

ПЕТЕЛЬ ГИСТЕРЕЗИСА .

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для рагистрации гистерезисных циклов в динамическом режиме перемагничивания.

Известно устройство для регистра" ции дийамических петель гистереэиса, работа которых основана на стробоскопическом методе преобразования периодических сигналов, содержащее генератор намагничивающего тока, генераторы быстрого и,медденного пи» лообразного напряжения, два сместигеля, фильтры, интеграторы, формиро ватель строб-импульсов, выпрямитель блоки вычитания и сравйения (I), Однако оно не может использоваться для регистрации гистерезисиых циклов при перемагничивании образца током низкой частоты.

Наиболее близким к изобретению является устройство для записи кривых намагничивания ферромагнитных материалов, содержащее источник намагничивающего тока, подключенный к формирователю быстрого изменяющегося пилообразного напряжения (БИН) и намагничивающей обмотке, после,довательно с которой включен эталон.ный резистор, два стробоскопических смесителей, один из которых подключен к интегратору, вход которого соединен с измерительной обмоткой, второй — к эталонному резистору, 10 выходы стробоскопнческих смесителей подсоединены к регистрирующему прибору, а их управляющие: входы — к формирователю строб-импульсов, который

:через блок сравнения соединен с фор15 мирователями медленно. изменяющегося . напряжения (МИН) и быстро изменяющегося напряжения (БИН) 2).

Недостатком его является низкая точность регистрации гистер езисных циклов при намагничивании гоком низкой частоты.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона и повышение точ3 935 ности регистрации петель гистерезиса при перемагничивании.образца током низкой частоты.

Поставленная цель достигается тем что,в устройство для регистрации динамических петель гистерезиса. содержащее источник медленно изменякщегося напряжения, источник намагничивакщего тока, подключенный к формирователю быстро изменяющегося напряжения и намагничивающей обмот.— .ке, последовательно с которой включен эталонный резистор, формирователь строб-импульсов, первый вход которого соединен с источником быстро изменяющегося .. напряжения, а выход - с управляющими входами двух смесителей, один из которых подключен к интегратору, вход которого соединен с измерительной обмоткой, второй — к этапонному резистору, выходы обоих смесителей подсоединены к регистрирующему прибору, дополнительно введены п сумматоров, п-1 формирователей строб-импульсов и и блоков эацержки, входы которых подключены к выходам соответствующих формирователей строб-импульсов, входы сумматоров подклю ены к выходу формирователя медленно изменяющегося напряжения.выходы к вторым входам соответствующих формирователей стробимпульсов, а первые входы введенных

n"1 формирователей строб-импульсов связаны с выходом источника быстрого изменяющегося напряжения.

Смесители выполнены в виде и блоков памяти, первые управлякицие входы и-1 из которых подключены к выходам соответствующих формирователей строб-импульсов, а вторые управляющие входы и блоков памяти подключены к выходам блоков задержали.

На фиг. 1 изображена функциональная схемами устройства, на фиг. 2— графики, поясняющие его работу.

Устройство (фиг. I) содержит источник 1 намагничивающего тока, формирователь 2 быстро изменяющегося напряжения (БИН), формирователь

3 медленно изменяющегося напряжения (ИИН), сумматоры 4-1 — 4-п, форми.рователи 5-1 — 5-п строб-импульсов, блоки задержки 6-1 - б-п, интегратор 7, состоящие из блоков памяти

8-1 — 8-п, 9-1 — 9-и смесители, регистрирующий прибор 10, образец 1I, намагничивающую и измерительную

843

1$

36

° 0

55 обмотки 12 и 13, эталонньй резистор 14.

Намагничивающая обмотка 12 подключена к источнику l намагничивающего тока, эталонному резистору 14 и через блоки памяти 9-1 — 9-п к регистрирующему прибору 10. Измерительная обмотка 13 через интегратор 7 и блоки памяти 8-1 — S-n также подключена к регистрирующему прибору 10, Формирователь 2 БИН соединен с источником 1 намагничивающего тока и со входами формирователей

5-1 — 5-и строб-импульсов. Формирователь 3 МИН подключен через сумматоры 4-1 — 4-и к формирователям

5-1 — 5-п, выходы формирователей

5-1 — 5-и соединены с блоками задержки 6-1 — 6-п и блоками памяти

8-1 — 8-п, 9-1 — 9-п. Выходы блоков задержки 6-1 — б-п, соединены с блоками памяти 8-1 — 8-п, 9-1 — 9-п.

Устройство работает следующим образом.

От источника I через намагничивающую обмотку 12 протекает переменный ток, обеспечивающий перемагничивание образца 11. С эталонного резистора 14 снимается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля в образце, а с измерительной обмоткой 13 напряжение, пропорциональное скорости изменения индукции, оно интегрируется и с интегратора 7 снимается напряжение, пропорциональное индукции(фиг. 2а). Эти два напряжения поступают на стробоскопические смесители, на управляющие входы которых подаются строб-импульсы с формирователей 5 и блоков задержки 6, обеспе,чивающие трансформацию спектра напряжений в область низких частот.

Со смесителей напряжение поступает на регистратор 10.

Графики (фиг, 2) построены для устройства, в котором количество параллельных. цепей, сосФоящих из сумматоров, формирователей, блоков задержки и блоков памяти равно трем (n-3).

На фиг. 2 представлены графики напряжения, пропорционального индукции, снимаемого с интегратора 7 и поступающего на вход смесителя 8 (фиг. 2а); напряжения на выходе сумматора 4-1 (фиг. 2б, кцивая 15); напряжения на выходе сумматора 4-2, (фиг. 2б, кривая 16); напряжения на

Строб-импульс в момент t с выхода формирователя 5-2 поступает также на блок задержки 6-2 (его время задержки t=t -t ) и в момент с выхода блока задержки 6-2 поступает на блок памяти 8-2 ° Происходит считывание ийформации. На выходе блока памяти 6-2 появляется напряжение .(точка 6, фиг. 2в), запомненное в момент 1 . В момент времени t< по действиям строб-импульсов с блока задержки 6-3 на выходе блока памяти

8-3 появляется напряжение, запомненное в момент t (òî÷êà в, фиг, 2в), Затем появляется строб-импульс на выходе формирователя 5-1 и цикл повторяется, На выходе смесителя получается сигнал, аналогичный входному, но с большим масштабом времени. Величина сдвига кривых 15, 16, 17 медленно изменякицегося напряжения на выходе сумматоров 4-1, 4-2, 4-3 выбирается такой, чтобы строб-импуль-, сы на выходе формирователей 5-1, 5-2, 5-3 имели равномерный фазовый сдвиг относительно входного напряжения (моменты времени " » 5 t » t ) °

Время задержки блоков задержки 6-2 и 6-3 выбирается так, чтобы стробимпульсы с выходов блоков задержки имели постоянный фазовый сдвиг относительно трансформированного выходного напряжения (моменты времени

t » t i t6» tg)

Строб-импульсы с выходов формирователей 5-1, 5-2, 5-3 и блоков .задержки 6-1, 6-2, 6-3 одновременно поступают на соответствующие блоки памяти обоих смесителей. Второй смеI ситель работает аналогично рассмотренному смесителю. Трансформированные в область низких частот сигналы с выходов смесителей поступают на регистрирующий прибор 10.

Введение дополнительных цепей, гсостоящих из сумматоров формирователей, блоков задержки и блоков памяти, приведено к увеличению в И раз точек считывания за один период

O входного напряжения, что позволило в 1ч раэ снизить нижнюю граничную частоту регулируемых сигналов и повы5 9 3584 выходе сумматора 4-3, (Фиг. 26, кривая 17); напряжения на выходе формирователя БИН 2 (фиг. 26 кривая 18); напряжения на выходе смесителя 8 (фиг. 2в) . 5

Медленно изменяющееся напряжение с формирователя 3 МИН поступает на сумматоры 4-1, 4-2, 4-3, в каждом из которых происходит сложение этого напряжения с постоянным напряжением различного уровня. На выходе сумматоров получаются .напряжения, отличающиеся друг от друга на постоянную составляющую (фиг. 26, кривые 15, .16, 17). Эти напряжения поступают на формирователи 5-1, 5-2, 5-3, где сравниваются с быстро изменяющимся напряжением (фиг. 26, кривая 18),приходящим с формирователя 2 БИН и в момент равенства 2 формируются строб-импульсы, которые управляют блоками памяти 8-1 — 8-п.

9-1 — 9-п.

В момент t< при равенстве быстро изменяющегося напряжения на входе 25 формирователя 5-1 (кривая 18, фиг.26) и медленно изменяющегося напряжения (кривая 15, фиг. 26), поступающего с сумматора 4-1, формируется стробимпульс, под действием которого в 30 блоке памяти 8-1 происходит запоминание входного напряжения, приходящего с интегратора 7 (точка а, фиг.2а).

Строб-импульс с формирователя

5-1 также поступает на блок задержки

6-. l. Блок задержки 6 и сумматор 4-1 служат для того, чтобы условия работы формирователя 5-1 и блоков памяти

8-1, 9-1 не отличались от условий работы остальных формирователей и блоков памяти. Время задержки блока задержки 6-1 должно быть не менее длительности строб-импульса.

С выхода блока задержки 6-1 стробимпульс в момент й2 поступает на блок памяти 8-1, под действием которого напряжение, соответствующее точке а (фиг. 2а), запомненное в мо..мент времени t появляется на выходе блока памятй 8-1 смесителя. В момент времени tg при равенстве быстрО изменянкцегося напряжения (кривая 18, фиг. 26) и медленно изменяющегося напряжения, приходящего. с сумматора 4-2 (кривая 16, фиг. 26) на блок памяти 8-2 приходит стробимпульс с выхода формирователя 5-2 под действием которого происходит запоминание входного напряжения, 3 приходящего с интегратора 7 (точка б, фиг. 2а). В момент времени t появляется строб-импульс на выходе формирователя 5-3, под действием которого происходит запоминание напряжения блоком памяти 8-3 (точка в, фиг. 2а).

7 935843 сить точность регистрации гистере эисных циклов в обласги низких частот.

Формула. изобретения

1. Устройство для регистрации динамических петель гистерезиса, содержащее источник медленно изменяю- 30 щегося напряжения, источник намагничиваюшего тока, подключенный к формирователю быстро изменяющегося напряжения и намагничиваюцей обмотке, последовательно с которой вклю- 1S чен эталонный резистор, формирователь строб-импульсов, первый вход которого соединен с источникой быстро изменякп егося напряжения, а выходс управляющими входами двух смеси- щ телей, один из которых подключен к интегратору, вход которого соединен с измерительной обмоткой, второй— к эталонному резистору, выходы обоих смесителей подсоединены к регист- д рнрующему прибору, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности регистрации, дополни8 тельно введены и сумматоров, n-I формироватепей строб-импульсов и п блоков задержки, входы которых подключены к выходам соответствующих формирователей строб-импульсов, входы . сумматоров подключены к выходу формирователя медленно изменяющегося напряжения, выходы — к вторым .входам соответствующих формирователей -стробимпульсов, а .первые входы введенных и-1 формирователей строб-импульсов связаны с выходом источника быстро изменяыщегося напряжения.

2. Устройство по п. 1, „,о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что смесители выполнена в виде и блоков памяти-; пер" вые управлякицие входы и-1 из кото рых подключены к выходам соответствующих формирователей строб-импульсов, а вторые управляющие входы Ф1 блоков памяти подключены к. выходам блоков задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 658613, кл. G 01 R 33/12, 1977.

2. "Заводская лаборатория", 1962, И 3, с. 27.

93584 3

/ Г

Г

Г

/

Г

Г

/

/а. r

-4З Г г

Ь.э а °

Составитель Е.Данилина

Редактор Jl. Алексеенко Техред M. Tenep Корректор М.Шароши

Заказ 4203/47 Тираж 717 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская. наб., д. 4/5 физ(илл I Hill llатент, г. ужгород, ул. Проектная, 4