Измеряемого магнитного

В течение измеряемого интервала времени Тх на счетчик поступают импульсы образцовой (стабильной) частоты fc = \ITc и производится счет импульсов в заданной системе счисления (см. гл. 3). Выбор системы счисления однозначно связан с применяемым цифровым кодом. Соответственно используется двоичный, двоично-десятичный, десятичный или другой счетчик числа импульсов.

Входное напряжение мвх сигнала, длительность которого &ТХ нужно измерить, поступает на формирующее устройство ФУ, с помощью которого вырабатываются два импульса «старт и мстоп. соответствующие началу и: концу измеряемого интервала времени ( 8-20, б). Стартовый импульс за-

АЦП интервал времени — цифровой код. Сущность аналого-цифрового .преобразования интервала времени состоит в том, что измеряемый интервал т сравнивают с образцовым интервалом, воспроизводящим единицу времени. Это достигается заполнением измеряемого интервала импульсами с калиброванным периодом

На 26.6, а показана упрощенная структурная схема ЦИП для измерения интервалов времени. Синусоидальное напряжение частотой /о от генератора образцово/! частоты Г04 при помощи формирователя Ф, состоящего из усилителя Ус, ограничителя Ог, дифференцирующей цепи ДЦ и диода, преобразуется в короткие импульсы, следующие с частотой /„, Двухстабильный триггер Тр, на который через усилители УСА и УСБ поступают импульсы начала (Л) и конца (Б) измеряемого интервала времени (лв, управляет ключом К, который открывается на время IAB- При этом в электронный счетчик импульсов ЭСИ от ГОЧ пройдут импульсы, число которых N, определяемое по отсчетному устройству ОУ, пропорционально /н/>:

сы и начала и конца измеряемого интервала времени расположены произвольно по отношению к импульсам ГОЧ. В результате за интервал времени (АЁ в ОУ может пройти N или N + 1 импульсов ( 26.6, б).

Как ясно из 4.4, погрешность определения интервала Тх обусловлена двумя причинами: I) счетные импульсы не синхронизированы с началом измеряемого интервала, в результате чего возникает погреш-

Д/н> Д*к - погрешности дискретизации начала и конца измеряемого интервала времени

Д/д - общая погрешность дискретизации измеряемого интервала времени / - циклическая частот о - угловая (круговая)

Измерение временных интервалов методом интерполяции поясняет 7.9. Пусть измеряется интервал времени Т„ начало И конец которого заданы двумя импульсами иа и ц» соответственно ( 7.9, а). Предполагается, что начало измеряемого интервала не связано синхронно со счетными импульсами, приведенными на 7.9, а, б.

Принцип действия прибора основан на сравнении измеряемого интервала с образцовым. В приборе имеются источник образцовых интервалов времени, генератор задержки и индикаторное устройство, обеспечивающее определение момента совмещения начала и конца интервала (электронно-лучевой осциллографический индикатор). Генератор задержки выполнен по принципу селекции требуемого импульса из непрерывной последовательности импульсов. Электроннолучевой индикатор построен на базе электронно-лучевой трубки с масштабной сеткой, нанесенной на внутренней поверхности экрана, что исключает погрешность паралакса.

В основу работы прибора положен компенсационный метод измерения временных интервалов, сущность которого заключается в сравнении измеряемого интервала с образцовым.

В мостовых схемах при отсутствии измеряемого магнитного поля, когда RB = R0> выходное напряжение будет равно нулю.

Кроме изложенных выше методов, основанных на прямом преобразовании измеряемого магнитного потока, применяется также нулевой индукционно-импульсный метод. В основу этого метода положен принцип сравнения двух импульсов тока или импульсов э. д. с., причем один из них создается измеряемым потоком Ф*. другой — образцовым магнитным потоком или известным изменением потокосцепления , как, например, в схеме 17.1. Если при одновременном изменении измеряемого потокосцепления ДЧ^ = w
и неоднородности измеряемого магнитного поля В, В неоднородном магнитном поле ядра, находящиеся в различных точках образца, будут прецессировать с различными частотами, спектр сигнала будет расширяться, а амплитуда — быстрее затухать. Таким образом, метод свободной ядерной индукции подобен режиму свободных колебаний резонаторных датчиков.

Под влиянием этой э. д. с. в подвижной обмотке 1 прибора с безмомент-ными токоподводами возникает кратковременный ток, взаимодействие которого с. полем постоянного магнита 2 приводит к повороту подвижной части милливеберметра па угол амакс, пропорциональный величине измеряемого магнитного потока

Кроме изложенных выше методов, основанных на прямом преобразовании измеряемого магнитного потока, применяется также нулевой индукционно-импульсный метод. В основу этого метода положен принцип сравнения двух импульсов тока или импульсов э. д. с., причем один из них создается измеряемым потоком Ф^, другой — образцовым магнитным потоком или известным изменением потокосцепления, как, например, в схеме 17.1. Если при одновременном изменении измеряемого потокосцепления ДТ* = ы>Фх и известного (компенсирующего) потокосцепления AYK = УИД/ отклонение указателя баллистического гальванометра (веберметра) будет отсутствовать, то

В каждой из этих групп много разновидностей преобразователей, основой для создания которых служат те или иные физические явления. В качестве основных, наиболее широко используемых явлений могут быть названы следующие: 1) явление электромагнитной индукции; 2) силовое взаимодействие измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита или контура с током; 3) гальваномагнитные явления; 4) явление изменения магнитных свойств материалов в магнитном поле; 5) явления, возникающие при взаимодействии микрочастиц с магнитным полем.

При измереяии напряженности магнитного поля на поверхности образца измерительная катушка должна быть прямоуголБ#бг"Ь сечения, плоской (с малой высотой), плотно прилегать к поверхности образца и располагаться так, чтобы ее ось совпадала с направлением вектора напряженности измеряемого магнитного поля. Такие катушки называют иногда катушками поля.

При изменении измеряемого магнитного потока ДФ, например, путем снятия измерительной катушки с полюса постоянного магнита возникает импульс тока. Под действием этого импульса рамка веберметра приходит в движение. По окончании импульса тока рамка веберметра останавливается. Интегрируя уравнение (22-5) в пределах от / = 0 до t = т, где т время действия импульса, получаем:

2) силовое взаимодействие измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита или контура с током;

Использование явления силового взаимодействия измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита или магнитным полем контура с током.

Приборы, основанные на силовом взаимодействии измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита, называют магнитометрами, а способ этот — магнитометрическим. Если постоянный магнит можно укрепить так, чтобы он мог вращаться вокруг оси, проходящей через точку опоры, и поместить его в некоторое магнитное поле, то магнит повернется так, чтобы вектор магнитной индукции его собственного поля совпал с вектором магнитной индукции внешнего поля. В настоящее время на этом принципе строят весьма чувствительные и точные магнитометры (погрешность их не превосходит 0,01 — 0,001%) для измерения магнитного поля Земли.