Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин

Диссертационная работа:

Цыпылов Юрий Александрович. Сумма-разностный и нулевой методы для измерения неоднородностей индукции переменного магнитного поля и её показателя спадания : ил РГБ ОД 61:85-5/4963

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение

Глава I. Аналитический обзор методов и устройств для измерения показателя и неоднородностей переменных магнитных полей

1.1. Анализ характеристик магнитного поля циклического ускорителя и требования к точности измерений

1.3. методы и средства измерения амплитудной азимутальной неоднородности

1.4. Методы и средства измерения фазовой азимутальной неоднородности

1.5. Измерение показателя спадания магнитного поля

Глава 2. Исследование сумма разностного метода для измерения азимутальной неоднородности синусоидального магнитного поля

2.1. Повышение быстродействия суша-разностного метода с каналом прямого преобразования...

2.2. Схемная реализация быстродействующего измерителя неоднородностей

2.3. Минимизация погрешностей быстродействующего измерителя неоднородностей

2.4. Оценка методических погрешностей сумма разностного метода

Глава 3. Исследование нулевого метода для измерения неоднородностей переменного магнитного поля

3.1. Модификация нулевого метода

3.2. Анализ влияния величин и знаков амплитудной и фазовой неоднородности на суммарную неоднородность

3.3. Оценка методических погрешностей нулевого метода измерений

3.4. Исследование метрологический срок характеристик нулевого метода при измерении неоднородностей импульсных магнитных полей

3.5. Функциональные схемы измерителей показателя спадания магнитного поля

Глава 4. Практическая реализация разработанных методов...

4.1. Анализ точности входного блока измерительного прибора, реализующего сумма разностный метод

4.2. Исследование метрологических характеристик преобразователя напряжение-частота

4.3. Методика градуировки измерителя неоднородное те и переменных магнитных полей

4.4. Измерение неоднородностей переменных магнитных полей при помощи разработанных приборов

Заключения

Литература

Приложение I. Таблицы расчетных данных, используемых при

анализе методических погрешностей

Приложение 2. Таблицы расчетных данных, используемых при анализе математической модели прибора

Приложение 3. Акт о внедрении, расчет технико-экономического и акт испытаний  

Введение к работе:

Магнитьте измерения играют ванную роль как в научных исследованиях, так и при технологическом контроле и настройке узлов различной электрофизической аппаратуры, в частности при настройке электромагнитов циклических ускорителей заряженных частиц. Использование ускорителей заряженных частиц в научных исследованиях, технологических процессах, в дефектоскопии, медицине и т.д. ведет к увеличению их выпуска, а следовательно, к повышению требований к технологичности их изготовления, снижению стоимости, сокращению сроков изготовления и настройки.

Улучшение характеристик используемых материалов и совершенствование технологии изготовления и сборки электромагнитов, которые являются одним из основных элементов в циклических ускорителях, ведет к качественному улучшению параметров формируемого магнитного поля. Это, в свою очередь, заставляет совершенствовать измерительную аппаратуру, используемую при настройке различных узлов ускорителя и, в частности, аппаратуру для измерения параметров магнитного поля. Вопросам формирования и исследования магнитных полей ускорительных установок посвящен ряд работ Горбунова В.И., Лещенко И.Г., Ананьева Л.І Л., Голъди-на Л.Л. и других ученых. Необходимо отметить, что развитие технологии и совершенствование электрофизической аппаратуры в некоторой степени опережает совершенствование измерительной аппаратуры, служащей для ее настрошш. В ряде случаев методы измерения и настрошш не удовлетворяют предъявляемым требованиям по точности и производительности [і].

Большое число и объем измерений, производимых при детальном исследовании конфигурации магнитного поля в рабочем пространстве электромагнита, требуют разработки таких методов, которые позволяли бы одновременно измерять несколько параметров магнитного поля. При этом важнейшей задачей является исследование конфигурации магнитного поля ускорителя и различных возмущающих явлений в магнитном поле, так как устойчивое движение заряженной частицы по заданной траекторрш происходит при помощи специально подобранного магнитного поля, фокусирующие силы которого удерживают частицу на заданной орбите.

Все сказанное относится и к одному из наиболее распространенных ускорителей - бетатрону.

Бетатроны используются для дефектоскопии, импульсной рентгенографии и киносъемки, в медицине, машиностроении и т.д. В настоящее время разработаны и используются различные по мощности излучения и габаритам бетатроны.

Основным конструктивным элементом бетатрона является электромагнит, создающий в рабочем пространстве магнитное поле. Магнитный поток, индуцирующий вихревое электрическое поле и магнитное поле, управляющее траекторией движения, являются переменными во времени величинами и создаются в зазоре электромагнита, обладающего аксиальной симметрией. При изготовлении и настройке ускорителей заряженных частиц большое внимание уделяется измерению и корректировке параметров магнитного поля. Так как аксиальная симметрия магнитного поля должна сохраняться во время всего рабочего цикла ускорения (нарастания магнитного поля), то предъявляются весьма жесткие требования к пространственному распределению магнитного поля и изменению его во времени. В процессе настройки магнитного поля измеряют неоднородность магнитного поля по азимуту (на различных радиусах) и заданный закон изменения магнитного поля по радиусу (на различных азимутах) [ki,3] . При измерении азимутальной неоднородности определяют амплитудную неоднородность, вызванную неравенством амплитуд магнитного поля в точке измерения и в контрольной точке, фазовую (временную), вызванную временным сдвигом магнитного поля в точке измерения, относительно контрольной точки, и суммарную неоднородность, обусловленную совместным действием амплитудной и фазовой неоднородности. Определяют амплитудное значение магнитного поля на радиусе равновесной орбиты, а в радиальном направлении - показатель спадания магнитного поля.

Измерение перечисленных параметров и исследование их динамики может быть значительно упрощено при наличии универсальной высокопроизводительной аппаратуры. При этом желательна возможность автоматизации процесса измерения и использования измерительных приборов в комплексе с ЭВМ.

В связи с этим целью работы явилось:

1) исследование и разработка новых методов измерения параметров неоднородных переменных магнитных полей, позволяющих повысить точность измерений и их производительность;

2) создание измерительных приборов высокой точности, позволяющих ускорить процесс измерения, а при необходимости автоматизировать его;

3) исследование Влияния амплитудной и фазовой неоднородностей на величину суммарной неоднородности магнитного поля.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Каждая глава начинается с предварительных замечаний, в которых формулируется основная задача данного раздела, а затем в последующих параграфах излагается оригинальный материал. Главы заканчиваются выводами. Рисунки и формулы пронумерованы по главам, а ссылки на литературу приводятся по мере упоминания. Сокращения и условные обозначения введены непосредственно в текст диссертации.

В работе получены следующие новые научные результаты:

1) теоретически обоснована и экспериментально апробирована возможность применения сумма разностного метода для непосредственного измерения амплитудной, фазовой и суммарной неоднородности в синусоидальных магнитных полях;

2) разработан и экспериментально апробирован нулевой метод измерений, позволяющий одновременно измерять амплитудную, фазовую, суммарную неоднородность магнитного поля и его амплитуду в синусоидальных и импульсных магнитных полях ;

3) разработана математическая модель нулевого метода измерений и проведено ее исследование при воздействии импульсных магнитных полей;

4) на основе исследования математической модели выяснено влияние амплитудной и фазовой неоднородности, а также их знаков на суммарную неоднородность магнитного поля.

Б работе выдвинуты следующие научные положения:

1) в магнитных полях сумма разностный метод позволяет непосредственно измерять величины и знаки амплитудной и фазовой неоднородности, а также амплитуду суммарной неоднородности;

2) нулевой метод позволяет одновременно измерять амплитудную, фазовую и суммарную неоднородность и амплитуду магнитного поля при синусоидальной и несинусоидальной форме магнитного поля;

3) по результатам измерений неоднородностей сумма-разностным или нулевым методами возможен аналетический расчет параметров магнитного поля в динамике.

Практические результаты

- в процессе исследований разработан и изготовлен прибор, реализующий суше-разностный метод и позволяющий измерять в синусоидальных магнитных полях непосредственно величину и знак амплитудной и фазовой неоднородности, при этом погрешность измерений не превышает 1% (если амплитудная неоднородность не превышает 2%, а фазовая неоднородность не превышает + 4°);

- прибор, реализующий нулевой метод измерений, позволяет одновременно измерять амплитудную, фазовую и суммарную неоднородность, а также амплитудное значение магнитного поля в импульсных и синусоидальных магнитных полях с погрешностью, не превышающей 1%;

- разработана математическая модель нулевого метода измерения неоднородностей и проведено ее исследование при воздействии магнитного поля в виде импульсов синусоиды и симметричных треугольных импульсов;

- по результатам измерений сумма-разностным или нулевым методом возможно производить расчет для осуществления необходимой коррекции магнитного поля.

Реализация в промышленности.

Разработанные приборы и методика измерений, а также рекомендации внедрены в лаборатории разработки ускорителей научно-исследовательского института электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте С.Л.Кирова. Экономический эффект от внедрения составил 19 525 руб в год.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзной конференции по разработке и практическому применению электронных ускорителей (г.Томск, 3-5 сентября 1975 г.), на конференции по прикладной физике (г.Хабаровск, 1979 г.), на областных конференциях молодых ученых (г.Чита, 1979, I960, 1982 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях Читинского политехнического института.

По результатам работ, изложенных в диссертации, написаны два отчета по хозяйственно-договорным темам, отчет по госбюджетной теме, семь статей, получено семь авторских свидетельств и одно положительное решение по заявке на изобретение.

Работа выполнена в Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова.  

Подобные работы
Ташлинский Александр Григорьевич
Методы и средства измерения амплитудно-временных параметров наносекундных импульсных сигналов цифровых ИС
Павленко Евгений Сергеевич
Разработка методов и образцовых средств измерений электрического сопротивления (10 в 4-ой степени - 10 в 12-ой степени Ом)
Абрамов Геннадий Николаевич
Разработка методов и средств цифрового измерения амплитудно-временных параметров одиночных и редкоповторяющихся импульсных сигналов
Кутлуяров Георгий Халифович
Разработка и исследование методов построения преобразователей сопротивления резистивного датчика для малопроводных средств измерения параметров технологических процессов в нефтяной промышленности
Перелыгин Сергей Сергеевич
Разработка и исследование газодинамического метода измерения параметров для задач управления ВРД
Марченко Максим Владимирович
Моделирование внешнего канала в радиоволновых методах измерения параметров диэлектриков
Сильвестров Игорь Станиславович
Разработка методов измерения параметров гидроакустических измерительных систем
Захаренков Виктор Евгеньевич
Методы измерения параметров эхо-сигналов в коммутируемых каналах передачи данных
Помогаев Михаил Васильевич
Разработка методов измерения рассеивающей способности электролитов и повышение равномерности гальванических покрытий с применением дополнительных приспособлений
Марченко Максим Владимирович
Моделирование внешнего канала в радиоволновых методах измерения параметров диэлектриков

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net