專利名稱：鐵損測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅鋼片鐵心損耗測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
工程上，在磁感應(yīng)強(qiáng)度波形為正弦波的條件下，以取向磁感應(yīng)強(qiáng)度為1. 7T和無取 向磁感應(yīng)強(qiáng)度為1. 5T時(shí)的鐵損值作為磁性能判定的一個(gè)重要基準(zhǔn)。進(jìn)行鐵損測試的過程 中，由于磁化曲線的非線性，磁感應(yīng)強(qiáng)度波形會出現(xiàn)畸變。因此，如何有效地保證磁感應(yīng)強(qiáng) 度為正弦是鐵損測試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、有效地保證磁感應(yīng)強(qiáng)度為正弦 的波形控制裝置。本發(fā)明的目的是采用這樣的技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)的它包括測試探頭、微控制器、數(shù) 模轉(zhuǎn)換器、功率放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號處理電路，其特征在于所述微控制器分別與數(shù) 模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器器相連接，所述測試探頭位于功率放大電路和信號處理電路之間， 所述測試測試探頭由初級線圈和次級線圈構(gòu)成，其中初級線圈串接在功率放大器與模擬地 之間，次級線圈串接在信號處理電路相接與模擬地之間，所述微控制器的工作程序采用C 語言編制。由于本發(fā)明裝置采用了微控制器分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器器相連接、測試 探頭連接在功率放大電路和信號處理電路之間，測試測試探頭由初級線圈和次級線圈構(gòu) 成，其中初級線圈串接在功率放大器與模擬地之間，次級線圈串接在信號處理電路相接與 模擬地之間的電路結(jié)構(gòu)，它能夠?qū)崟r(shí)了解磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值大小誤差和磁感應(yīng)強(qiáng)度波形系數(shù) 誤差，并通過微控制器的工作程序，對超出規(guī)定值范圍的誤差值運(yùn)用基于數(shù)字反饋法調(diào)整 波形；直至誤差值在規(guī)定范圍內(nèi)，從而有效地保證磁感應(yīng)強(qiáng)度為正弦，提高了測試的效率和 質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意2為本發(fā)明的工作程序流程圖附圖標(biāo)號說明1-測試探頭，2-模擬地，3-初級線圈，4-次級線圈，5-模擬地， 6-功率放大電路，7-信號處理電路，8-數(shù)模轉(zhuǎn)換器，9-模數(shù)轉(zhuǎn)換器，10-微控制器。
具體實(shí)施例方式參照圖1 本發(fā)明包括測試探頭1、微控制器10、數(shù)模轉(zhuǎn)換器8、功率放大電路6、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器9和信號處理電路7，所述微控制器10分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器8和模數(shù)轉(zhuǎn)換器9相連接，所述測試探頭1位于功率放大電路6和信號處理電路7之間，所述測試測試探頭1由初 級線圈3和次級線圈4等部件構(gòu)成，所述初級線圈3串接在功率放大器6與模擬地2之間， 所述次級線圈串4接在信號處理電路7相接與模擬地5之間。所述微控制器10、數(shù)模轉(zhuǎn)換器8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器9、測試探頭1、功率放大電路6均由市場購得，微控制器10的工作程序采 用C語言編制。本發(fā)明裝置測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制方法的具體步驟如下①設(shè)置參數(shù)，包括硅鋼片試樣橫截面積A、磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值Bm ；②向測試探頭初級線圈3輸送波形信號；③采集測試探頭次級線圈4的電壓信號；④依據(jù)步驟③獲得的電壓信號，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值Bm大小誤差和磁感應(yīng)強(qiáng)度 波形系數(shù)誤差；⑤判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小誤差和波形系數(shù)誤差是否在規(guī)定值范圍內(nèi)；誤差值在規(guī) 定值范圍內(nèi)的，則程序結(jié)束；若誤差值超出規(guī)定值范圍的，則返回步驟②進(jìn)行基于數(shù)字反饋 法的波形調(diào)整；直至誤差值在規(guī)定范圍內(nèi)。所述磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值Bm和磁感應(yīng)強(qiáng)度波形系數(shù)關(guān)系符合下列計(jì)算公式
DU2
v Xlf2^dt
= -= ^= 1.111
‘ U\m\dt 2V2 』0式中，Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值，U2為次級線圈4感應(yīng)電壓，f為勵磁電源頻率即數(shù)模 轉(zhuǎn)換器8產(chǎn)生波形的頻率，N2為次級線圈4匝數(shù)，A是硅鋼片試樣橫截面積；KF為波形系數(shù)， Vms為電壓有效值，Vavg為電壓平均值，T為勵磁電源周期；所述誤差值與規(guī)定值的誤差范圍為士0. 以內(nèi)；所述基于數(shù)字反饋法的波形調(diào)整方法如下a.幅值調(diào)整設(shè)M(i)、U2(i)分別是第i次迭代的波形幅值和感應(yīng)電壓值，第i+Ι次迭代波形幅 值M(i+1)由下式確定M(i+1) = (Uref-U2 (i))/K+M(i)式中，Uref為預(yù)設(shè)Bm對應(yīng)的感應(yīng)電壓有效值，K為常數(shù)；b.波形系數(shù)調(diào)整波形調(diào)整過程如下(1)數(shù)模轉(zhuǎn)換器8輸出正弦電壓U1 ；(2)測量次級線圈4感應(yīng)電壓U2 ；(3)第i+Ι次迭代電壓Uji+1)的波形由下式確定
U1 (i+1) = U1 (i) -Kff (U2 (i) -Uref) 式中，Kff為反饋系數(shù)，在0 1之間取值，一般取0. 5。
權(quán)利要求
鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制裝置，包括測試探頭、微控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、功率放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號處理電路，其特征在于所述微控制器分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器器相連接，所述測試探頭位于功率放大電路和信號處理電路之間，所述測試測試探頭由初級線圈和次級線圈構(gòu)成，其中初級線圈串接在功率放大器與模擬地之間，次級線圈串接在信號處理電路相接與模擬地之間，所述微控制器的工作程序采用C語言編制。
2.鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制方法，其特征是采用以下步驟實(shí)現(xiàn)的①設(shè)置參數(shù)，包括硅鋼片試樣橫截面積A、磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值Bm；②向測試探頭初級線圈輸送波形信號；③采集測試探頭次級線圈4的電壓信號；④依據(jù)步驟③獲得的電壓信號，計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值大小誤差和磁感應(yīng)強(qiáng)度波形系數(shù)誤差；⑤判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小誤差和波形系數(shù)誤差是否在規(guī)定值范圍內(nèi)；誤差值在規(guī)定值 范圍內(nèi)的，則程序結(jié)束；若誤差值超出規(guī)定值范圍的，則返回步驟②進(jìn)行基于數(shù)字反饋法的 波形調(diào)整；直至誤差值在規(guī)定范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制方法，其特征在 于所述磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值Bm和磁感應(yīng)強(qiáng)度波形系數(shù)關(guān)系符合下列計(jì)算公式<formula>formula see original document page 2</formula>式中，Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值，U2為次級線圈4感應(yīng)電壓，f為勵磁電源頻率即數(shù)模轉(zhuǎn)換 器8產(chǎn)生波形的頻率，N2為次級線圈4匝數(shù)，A是硅鋼片試樣橫截面積；KF為波形系數(shù)，Vrms 為電壓有效值，Vavg為電壓平均值，T為勵磁電源周期；所述誤差值與規(guī)定值的誤差范圍為士0. 以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制方法，其特征在 于所述基于數(shù)字反饋法的波形調(diào)整方法如下a.幅值調(diào)整設(shè)M(i)、U2(i)分別是第i次迭代的波形幅值和感應(yīng)電壓值，第i+Ι次迭代波形幅值 M(i+1)由下式確定<formula>formula see original document page 2</formula>式中，Uref為預(yù)設(shè)Bm對應(yīng)的感應(yīng)電壓有效值，K為常數(shù)；b.波形系數(shù)調(diào)整波形調(diào)整過程如下(1)數(shù)模轉(zhuǎn)換器8輸出正弦電壓U1;(2)測量次級線圈4感應(yīng)電壓U2；(3)第i+1次迭代電壓Uji+1)的波形由下式確定<formula>formula see original document page 3</formula>式中，Kff為反饋系數(shù)，在O 1之間取值，一般取0. 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅鋼片鐵心損耗測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鐵損測試儀中測試探頭磁感應(yīng)強(qiáng)度波形控制裝置及其控制方法，所述控制裝置包括測試探頭、微控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、功率放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號處理電路，其特征在于所述微控制器分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器器相連接，所述測試探頭位于功率放大電路和信號處理電路之間，所述測試測試探頭由初級線圈和次級線圈構(gòu)成，其中初級線圈串接在功率放大器與模擬地之間，次級線圈串接在信號處理電路相接與模擬地之間，所述微控制器的工作程序采用C語言編制，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、有效地保證磁感應(yīng)強(qiáng)度為正弦的控制裝置及其控制方法。
文檔編號G01R31/00GK101806843SQ201010116180
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者余佩瓊, 杭亮, 蘇英倆, 顧偉駟 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)