SU1170389A1 - Device for measuring magnetic induction - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, состо щее из генератора возбуждени , содержащего задающий генератор и первьй делитель частоты, и последовательно соединенных ферромодул ционного преобразовател , резонансного усилител , фазочувствительнаго детектора, регистрирующего прибора, причем один выход генератора возбуждени  подключен к. входу ферромодул ционного преобра;зовател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, дополнительно введены второй делитель частоты на два, два блока совпадений , инвертор и D -триггер, а первьй делитель частоты состоит из двзос последовательно включенных делителей частоты на два, при этом вход второго делител  частоты на два подключен к выходу задающего генератора, пр мой выход второго делител  частоты подключен к входу первого делител  частоты, а инверсный - к первому входу первого блока совпадений и входу синхронизации Д) -триггера, второй вход первого блока совпадений подS6 ключен к точке делени  на два первого делител  частоты, выход первого сл блока совпадений через инвертор подключен к первому входу второго блока совпадений, второй вход которого подключен к информационному входу и инверсному выходу D -триггеров, выход второго блока совпадений подключен к R -входу D. -триггера, пр мой выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного со детектора. 00 соA DEVICE FOR MEASURING A MAGNETIC INDUCTION consisting of an excitation generator, containing a master oscillator and a first frequency divider, and a series-connected ferromodulation converter, a resonant amplifier, a phase-sensitive detector, a registering device, with one output of the excitation generator connected to the input of the ferromodulation transformer, a recording device, and one output of the excitation generator is connected to the input of the ferromodulation transformer, a recording device, and one output of the excitation generator is connected to the input of the ferromodulation transformer, a recording device, and one output of the excitation generator is connected to the input of the ferromodulation transformer, a recording device, and one output of the excitation generator is connected to the input of the ferromodulation transformer; , characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, a second frequency divider by two, two blocks of coincidence, invert is additionally introduced p and D are triggers, and the first frequency divider consists of two consecutive frequency dividers connected by two, while the input of the second frequency divider by two is connected to the output of the master oscillator, the direct output of the second frequency divider is connected to the input of the first frequency divider, and the inverse is to the first input of the first block of matches and the synchronization input of the D) trigger, the second input of the first block of matches under S6 is connected to the dividing point by two first frequency dividers, the output of the first sl of the block of matches via the inverter is connected to the first At the input of the second coincidence unit, the second input of which is connected to the information input and the inverse output of the D-triggers, the output of the second coincidence unit is connected to the R-input of the D.-Trigger, the direct output of which is connected to the second input of the phase-sensitive detector. 00 with

Description

1one

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике , в частности предназначено, дл  .измерений посто нной и низкочастотной переменной магнитной индукции, и может быть использовано в геофизике, приборостроении , электро- и радиотехнике, машиностроении и других област х .народного хоз йства,. .The invention relates to electrical measuring equipment, in particular, is intended for measuring constant and low-frequency variable magnetic induction, and can be used in geophysics, instrument-making, electrical and radio engineering, mechanical engineering and other fields of national economy. .

- Цель изобретени  - повьшение точности измерений за счет обеспечени  необходимого фазового сдвига между напр жением возбуждени  и опорным напр жением.“The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by providing the necessary phase shift between the excitation voltage and the reference voltage.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  измерени  магнитной индукции; на фиг. 2,- эпюры напр жений генератора возбуждени .FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring magnetic induction; in fig. 2, the voltage plots of the excitation generator.

Устройство содержит задающий генератор 1, второй делитель 2 частоты на два, к пр мому выходу которого подключен первый делитель 3 частоты, состо щий из двух послед вательно соединенных делителей 4 и 5 частоты на два, а к инверсному первьй вход первого блока 6 совпадений и вход синхронизации Э -триггера 7. Второй вход-первого блока 6 совпадений подключен к точке делени  на два первого делител  3 частоты. Выход первого блока 6 совпадени  через инвертор 8 подключен к первому входу второго блока 9 совпадений, второй вход которого подключен одновременно к D -входу и Q -выходу (информационному входу и инверсному выходу D -триггера 7. Вькод второго -блока 9 совпадений подключен к R -входу (установочному ) D -триггера 7. С выхода первог делител  3 через усилитель 10 мощности возбуждение подаетс  на вход ферромодул ционного преобразовател  11 и затем на вход резонансного усилител  12. С выхода резонансного усилител  12 на пр жение второй гармоники поступает на вход фазочувствительного детектора 13, на другой вход которого поступает напр жение с Q -выхода J) -триггера 7. Выход фазочувствительного детектора подключен к входу регистрирующего прибора 14.The device contains a master oscillator 1, the second divider 2 frequencies into two, the first output of which is connected to the first divider 3 frequencies, consisting of two subsequently connected dividers 4 and 5 frequencies into two, and to the inverse first input of the first block 6 matches and input synchronization of the E-trigger 7. The second input-the first block of 6 matches is connected to the dividing point into two first divisor 3 frequencies. The output of the first block 6 matches through the inverter 8 is connected to the first input of the second block 9 matches, the second input of which is connected simultaneously to the D input and Q output (information input and inverse output D of the trigger 7). The second code of the second coincidence block 9 is connected to R - input (installation) D of the trigger 7. From the output of the first splitter 3, through the power amplifier 10, the excitation is fed to the input of the ferromodulation converter 11 and then to the input of the resonant amplifier 12. From the output of the resonant amplifier 12, the second harmonic is fed to the input of the phase-sensitive detector 13, to the other input of which voltage is supplied from the Q output of the J) trigger 7. The output of the phase-sensitive detector is connected to the input of the recording device 14.

Устройство дл  измерени  магнитной индукции работает следующим образом.A device for measuring magnetic induction works as follows.

Переменное напр жение U, (фиг. 2а)задающего генератора 1AC voltage U, (Fig. 2a) of master oscillator 1

0389203892

через второй делитель 2 частоты на два подаетс  на вход первого делител  частоты 3. Делители 2, 4, 5 частоты на два вырабатьшают напр жени  и , и, и и соответствен-. но (фиг. 26, в, г). В результате частота выходного напр жени  }through the second divider 2, the frequency by two is fed to the input of the first frequency divider 3. The dividers 2, 4, 5 frequency by two generate the voltage and, and, and and respectively. but (Fig. 26, c, d). As a result, output voltage frequency}

первого делител  3 частоты в 8 раз меньше, чем частота (J задающегоThe first divider 3 frequencies are 8 times less than the frequency (J

0 генератора 1. Выходное напр жение 1)4 делител  3 частоты через усилитель 10 мощности поступает на вход ферромодул ционного преобразовател  11 и возбуждает его. На второй вход преобразовател  11 поступает сигнал измер емой индикации. Выход усилител . 10 мощности  вл етс  выходом генератора возбуждени . Резонансный усилитель 12 выдел ет0 of the oscillator 1. Output voltage 1) 4 divider 3 frequencies through the power amplifier 10 is fed to the input of the ferromodulation converter 11 and excites it. The second input of the converter 11 receives the signal of the measured indication. Output amplifier. 10 is the output of the drive generator. Resonant amplifier 12 selects

0 напр жение второй гармоники ферромодул ционного преобразовател  11, усиливает его. Это напр жение 0. поступает на сигнальный .вход фазочувствительного детектора 13. На0 the voltage of the second harmonic of the ferromodulation converter 11 enhances it. This voltage is 0. It goes to the signal input of the phase-sensitive detector 13. On

5 другой вход фазочувствительного де . тектора 13 поступает опорное напр жение Ug , фазовьй сдвиг которого по отношению к полезному сигналу Ug должен быть неизменен,а также5 another input phase-sensitive de. vector 13 receives the reference voltage Ug, the phase shift of which relative to the useful signal Ug must be unchanged, and

0 равен нулю, например при положитёлы ной пол рности измер емой магнитной0 is equal to zero, for example, with the positive polarity of the measured magnetic

индукции В.induction B.

Учитыва , что выходное напр жение второй гармоники ферромодул цион5 ного преобразовател  11 сдвинуто на угол 1i/2 по отношению к напр жению возбуждени , дл  обеспечени  фазового сдвига между двум  входными напр жени ми фазочувствительного 0 детектора U(j и Uc, равного нулю, опорное напр жение Uo должно бытьConsidering that the output voltage of the second harmonic of the ferromodulation converter 11 is shifted by 1i / 2 with respect to the excitation voltage, in order to provide a phase shift between the two input voltages of the phase-sensitive 0 detector U (j and Uc, equal to zero, the reference voltage life uo should be

оabout

сдвинуто относительно напр жени  возбуждени  на угол /2, т.е. сдвинуто по отношению к напр жениюshifted relative to the excitation voltage by an angle of / 2, i.e. shifted with respect to voltage

5 и на угол if/2. Это осуществл етс  использованием инверсного цапр жени  и5 (фиг. 2д) второго делител  2 частоты, т.е. напр жени  инверсного по отношению к напр жеQ нию Uj , Но частота напр жений (J вдвое больше, чем частота гголезного сигнала Un , и поэтому напр жение и 5 подаетс  на вход фазочувствительного детектора 13 через I) -триг5 гер 7, который тайже выполн ет функцию делител  частоты на два.5 and at an if / 2 angle. This is carried out using the inverse clamping and 5 (Fig. 2d) of the second frequency divider 2, i.e. the voltage is inverse with respect to the voltage Qj, But the voltage frequency (J is twice as large as the frequency of the gaseous signal Un, and therefore the voltage and 5 is fed to the input of the phase-sensitive detector 13 via I) -trig5 ger 7, which performs the same frequency divider function by two.

Использование вместо D -триггера счетного триггвра или другого делител  частоты на два, не имею щего установочных входов, не представл етс  возможным. Это св зано с тем, что в моменты включени  питани  обычный делитель частоты на два (счетньм триггер) может находить с  в любом из двух состо ний, т.е. на пр мом выходе возможно.либо наличие положительного напр жени  (так называемой единицы), либо наличие единицы на инверсном выходе. С точки зрени  работы делите 1  частоть1 эта двухзначность нача ного состо ни  значени  не имеет, но в средствах измерений с ФШ это приводит к тому, что опорное напр жение Do и напр жение полезного си нала Uq на входах фазочувствитепьного детектора наход тс  либо в фазе (фазовый сдвиг равен нулю), либо в противофазе (фазовьй -сдвиг равен ). Это обсто тельство приводит ,, в свою очередь, к двухзначности обратной св зи и к полному нарушению работоспособности автокомпенсационных средств измерений, так как при одном из начальных состо ни возможно наличие положительной обратной св зи вместо отрицательной. Прив зка фазы опорного напр жени  Оо к напр жению полезного сигнала (J осуществл етс  благодар  исполь зованию D -триггера 7 в качестве делител  частоты, первого блока 6 совпадений, инвертора 8 и второго блока 9 совпадений, включенных ука занным на фиг. 1 образом. Прив зка фазы опорного напр жени  осуществл етс  установкой .начального состо ни  33 -триггера 7, с помощ S. 1 jn.f fi.fl. « , . . ь.«. - -i-у ВЫХОДНОГО сигнала (J блока 9 совпадений , на один вход которого подаетс  напр жение импульсной формы ,. 1 9 , - (фиг. 2е) . Причем необходимо, чтобы длительность импульса этого напр жени  была равна полупериоду напр жени  О 2 , период равен периоду напр жени  U, Это осуществл t-iJ - -г етс  использованием первого блока о совпадений и инвертора 8. На один вход первого блока 6 совпадений подаетс  найр жение (Jj- с инверсного выхода второго делител  2 частоты на два, на другой вход-напр жение U, с выхода делител  4 частоты. Выходное напр жение блока 6 совпадений инвертируетс  инвертором 8 и при нимает вид, изображенный на фиг. 2енапр жение Ug,. Установка начального состо ни . D -триггера 7 нужна только в том случае, если фаза его выходного . сигнала противоположна требуемо.й; поэтому управл ющий сигнал на установочном входе -триггера 7 по вл етс  только в зависимости от его начального состо ни . -Это достигаетс  тем, что управл ющий сигнал етс  тем, что управл ющий сигнал на .установочный вход 1 -триггера на .установочный вход -триггера подаетс  с выхода второго блока 9 совпадений, на один из входов IJOTOрого подаетс  напр жение с выхода . инвертора 8, а на другой вход I напр жение с .инверсного выхода D -триггера 7. В том случае, если фаза выходного напр жени  Од 3) -триггера 7 не соответствует требуемой (фиг. 2ж) , то на его установочньпЧ чфи1-. ж/, nj п вход подаетс  короткий импульс О к .(фиг. 2з), который устанавливает требуемое состо «ие Б -триггера (фиг. 2и). В том случае, если фаза , . и f выходного напр жени  Ug (фиг. 2к) D -триггера соответствует требуемой, то на его установочный вход подаетс  посто нное напр жение (фиг. 2д).The use of a counting trigger or another frequency divider into two instead of a D-trigger, which does not have installation inputs, is not possible. This is due to the fact that at the moments when the power is turned on, a conventional frequency divider by two (a countable trigger) can be found in in either of two states, i.e. at the direct output it is possible either the presence of a positive voltage (the so-called unit) or the presence of a unit at the inverse output. From the point of view of operation, divide 1 frequency 1, this two-digit initial state does not matter, but in measuring devices with FS, this leads to the fact that the reference voltage Do and the voltage of the useful signal Uq at the phase-sense detector inputs are either in phase ( phase shift is zero), or in antiphase (phase shift is equal). This circumstance leads, in turn, to double-valued feedback and a complete disruption of the performance of the autocompensation measuring instruments, since in one of the initial states it is possible to have positive feedback instead of negative feedback. The phase of the reference voltage Oo is tied to the voltage of the useful signal (J is performed by using the D-trigger 7 as a frequency divider, the first block 6 matches, the inverter 8 and the second block 9 matches, turned on in the manner indicated in Fig. 1. The phase of the reference voltage is attached by setting the initial state of 33-trigger 7, with the help of S. 1 jn.f fi.fl. ",. B.". - -i-y OUTPUT (J block 9 matches , on one input of which a pulse form voltage is applied, 1 9, - (Fig. 2e). Moreover, it is necessary that the duration of the impulse The pulse voltage of this voltage was equal to the half-period of the voltage O 2, the period is equal to the period of the voltage U, This performed t-iJ - - using the first block of coincidences and inverter 8. At one input of the first block 6 of matches, hiring is applied (Jj- from the inverse output of the second divider 2 frequencies to two, to the other input voltage U, from the output of the divider frequency 4. The output voltage of the coincidence unit 6 is inverted by the inverter 8 and takes the form shown in FIG. 2 voltage Ug ,. Set the initial state. D-trigger 7 is only needed if its output phase. the signal is the opposite of the required. therefore, the control signal at the setup input of the trigger 7 appears only depending on its initial state. - This is achieved by controlling the signal that the control signal to the installation input 1 of the trigger to the installation input of the trigger comes from the output of the second block of 9 matches, and one of the inputs of the IJOTO is supplied with a voltage from the output. Inverter 8, and to the other input I the voltage from the inverse output D of the trigger 7. In the event that the phase of the output voltage Od 3) -trigger 7 does not correspond to the required one (Fig. 2g), then its installation voltage is 1. W /, nj p input is given a short pulse O k. (Fig. 2h), which establishes the required state of the Trigger (Fig. 2i). In the event that phase,. and f of the output voltage Ug (Fig. 2k) of the D-trigger, the required voltage, then a constant voltage is applied to its installation input (Fig. 2e).

Фиг.22

Claims (1)

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ, состоящее из генератора возбуждения, содержащего задающий генератор и первый делитель частоты, и последовательно соединенных' ферромодуляционного преобразователя, резонансного усилителя, фазочувствительно.го детектора, регистрирующего прибора, причем один выход генератора возбуждения подключен к. входу ферромодуляционного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно введены второй делитель частоты на два, два блока совпадений, инвертор и D -триггер, а первый делитель частоты состоит из двух последовательно включенных делителей частоты на два, при этом вход второго делителя частоты на два подключен к выходу задающего генератора, прямой выход второго делителя частоты подключен к входу первого делителя частоты.54) DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC INDUCTION, consisting of an excitation generator containing a master oscillator and a first frequency divider, and serially connected to a ferromodulation converter, a resonant amplifier, a phase-sensitive detector recording a device, and one output of the excitation generator is connected to the input of the ferromodulation converter characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, an additional second frequency divider is introduced into two, two coincidence blocks, an inverter and D is a trigger, and the first frequency divider consists of two successively connected frequency dividers into two, while the input of the second frequency divider into two is connected to the output of the master oscillator, the direct output of the second frequency divider is connected to the input of the first frequency divider. а инверсный - к первому входу первого блока совпадений и входу синхронизации J) -триггера, второй вход первого блока совпадений подключей к точке деления на два пер- § вого делителя частоты, выход первого блока совпадений через инвертор подключен к первому входу второго блока совпадений, второй вход которого подключен к информационному входу и инверсному выходу Р -триггеров, выход второго блока Совпадений подключен к I? -входу D. -триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного детектора.and inverse - to the first input of the first coincidence block and the synchronization input of the J) trigger, the second input of the first coincidence block is connected to the division point by the two first frequency divider, the output of the first coincidence block through the inverter is connected to the first input of the second coincidence block, the second whose input is connected to the information input and the inverse output of the P-triggers, the output of the second block of matches is connected to I? -input D. -trigger, the direct output of which is connected to the second input of the phase-sensitive detector.