Дослідження вимірювальних перетворювачів постійного струму на основі квантових давачів
Автор: Попович Володимир Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютеризовані системи управління та автоматика
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В наш час актуальною є проблема підвищення точності вимірювання постійного струму в діапазоні середніх значень. В магістерській кваліфікаційній роботі досліджуються вимірювальні перетворювачі постійного струму (ВППС) побудовані на основі квантових давачів (КД). Розглянуті вимірювальні перетворювачі мають потенційно високу точність за рахунок застосування при їх побудові квантових давачів. Перетворення “струм - частота” в таких перетворювачах здійснюється шляхом перетворення вхідного струму в індукцію магнітного поля первинним перетворювачем (ПП) та наступним перетворенням індукції в частотний сигнал. Перше перетворення здійснюється магнітною системою (соленоїд Ампера або кільця Гельмгольця), а наступне КД. Квантовий давач, який розглядається в роботі побудований по схемі спінового генератора з робочою речовиною Cs133 в газоподібному стані. Проведений аналіз літературних джерел показав що такого типу ВППС доцільно будувати за одноканальною схемою з застосуванням магнітних екранів (МЕ) для захисту КД від впливу зовнішніх магнітних полів [1]. В магістерській роботі розглядаються способи компенсації впливу зміни температури та залишкової намагніченості МЕ на результуючу похибку ВППС. Температурний вплив довкілля можна компенсувати стабілізацією температури магнітної системи або застосуванням термокомпенсованих кілець Гельмгольця. Ефект термокомпенсації кілець досягається застосуванням при виготовлення їх каркасу матеріалів з різним температурним коефіцієнтом лінійного розширення. 8 Зменшити вплив залишкової намагніченості МЕ можна вибравши режим роботи за початковою кривою намагнічування. [5]. Розроблена структура та аналітичні вирази для коефіцієнту перетворення такого типу ВППС приведені в роботі. Мета дослідження - удосконалення вимірювальних перетворювачів постійного струму побудовані на основі квантових давачів. Об’єкт дослідження - вимірювальне перетворення постійного струму в частоту. Предмет дослідження – вимірювальні перетворювачі постійного струму підвищеної точності на основі квантових давачів. В результаті роботи зроблено наступні висновки: 1. На основі аналізу похибок ВППС встановлено, що одним з основних факторів, який визначає точність перетворення є вплив температури на первинний перетворювач струму в індукцію магнітного поля, який приводить до зміни його геометричних розмірів і як наслідок до зміни коефіцієнту перетворення. 2. З метою зменшення похибки перетворення струму, яка викликана впливом температури на первинний перетворювач доцільно стабілізувати температуру первинного перетворювача та внутрішнього шару магнітних екранів, а для основи перетворювача застосувати матеріали з мінімальним температурним коефіцієнтом лінійного розширення. 3. Компенсувати вплив температури на первинний перетворювач “струміндукція магнітного поля” який виготовлений в вигляді кілець Гельмгольця можна застосуванням термокомпенсованого первинного перетворювача. Добір 9 матеріалів та розмірів основи кілець Гельмгольця дозволяє компенсувати температурну похибку первинного перетворювача. Ключові слова – вимірювальний перетворювач, спіновий генератор, робоча речовина, магнітні екрани, залишкова намагніченість. ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ. 1. Бобков Ю.М., Томаш М.Й., Гаранюк І.П. До питання побудови прецизійних перетворювачів та стабілізаторів струму // Автоматичні та інформаційнообчислювальні пристрої : Вісник Львівського політехнічного інституту,1972.- №68.-С. 33-38. 2. Бобков Ю.Н., Гаранюк И.П. и др. Квантовые измерительные преобразователи /Под общей ред. к.т.н. Ю.Н. Бобкова.–Львов: Издательское объединение "Выща школа", 1978.–181с. 3. Бичківський Р.В.,Зорій В.І., Столярчук П.Г. Основи метрологічного забезпечення: Навчальий посібник.- Львів: Видавництво Державного університету “Львівська політехніка”,1999.-180с. 4. А.С. 2109191 (СССР). Квантовый магнитометр Мs-типа / Бобков Ю.Н.,Гаранюк И.П. и др. –1976. 5. Гаранюк І.П. Система компенсації залишкового поля магнітних екранів у стабілізаторі струму з квантовим магнітометричним перетворювачем. Збірник наукових праць Української Академії друкарства «Комп’ютерні технології друкарства» № 24, 2010 р.