Романцов Владимир Николаевич – специалист по направлению "Инженерная электрофизика" (1986), главный специалист
ул. Атаманская, д. 6, Санкт-Петербург, 191167
Vladimir N. Romantsov, engineer in "Engineering Electrophysics" (1986), chief specialist
6, Atamanskaya St., St Petersburg 191167
Романцов Сергей Владимирович – магистр по направлению "Приборостроение" (2020), ведущий инженер
ул. Атаманская, д. 6, Санкт-Петербург, 191167
Sergey V. Romantsov, Master in "Instrument Engineering " (2020), leading engineer of JSC "31 State Design Institute of Special Construction" of a separate subdivision
6, Atamanskaya St., St Petersburg 191167
Романцова Наталия Владимировна – кандидат технических наук (2015), доцент кафедры информационно-измерительных систем и технологий
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Natalia V. Romantsova, Can. Sci. (Eng.) (2015), Associate Professor of the Department of Informationmeasuring Systems and Technologies
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Введение. В некоторых областях современной науки и техники необходимо проводить измерения амплитудно-временных характеристик импульсного магнитного поля. Такие измерения проводят при испытаниях на стойкость к импульсному магнитному полю, при этом длительность фронта импульса магнитного поля составляет сотни наносекунд, а длительность импульса до полуспада – сотни микросекунд.
Цель работы. Разработка измерителя напряженности магнитного поля, обладающего линейной характеристикой преобразования, позволяющего проводить измерения длительности фронта, длительности импульса до полуспада и пикового значения напряженности импульсного магнитного поля.
Материалы и методы. Для измерения параметров импульсного магнитного поля существует несколько методов, в данной статье выбран индукционный метод. Для получения сигнала, пропорционального напряженности импульсного магнитного поля, сигнал с индукционного преобразователя интегрируют с использованием самоинтегрирующего индукционного преобразователя (RL-интегрирование) или при помощи внешнего RC-интегратора. Первый способ показывает хорошие результаты при измерении сигналов длительностью сотни наносекунд, однако дает плохой результат при измерении параметров более длинных импульсов. Второй способ применяют для определения параметров сигналов длительностью сотни микро- и миллисекунд, данный способ дает большую погрешность при измерении параметров сигналов длительностью сотни наносекунд и меньше. Последовательное использование двух способов интегрирования приводит к возникновению дополнительной погрешности измерения длительности импульса до полуспада.
Результаты. Разработано устройство, которое позволило при помощи измерителя импульсного магнитного поля на основе RL-интегратора определять требуемые параметры импульса магнитного поля с относительными погрешностями 10, 10 и 9 % соответственно. Данное устройство устраняет ошибку, вызванную потерями в активном сопротивлении индукционного преобразователя, что позволяет провести измерение длительности импульса до полуспада без дополнительных погрешностей в условиях, когда длительность фронта импульса составляет сотни наносекунд, а длительность спада импульса – сотни микросекунд.
Заключение. Разработка функционального преобразователя позволила расширить частотную характеристику измерителя импульсного магнитного поля на основе RL-интегратора в область низких частот.
Introduction. Measurements of the amplitude-time characteristics of pulsed magnetic fields are required in various research and technology areas. Such measurements are carried out during pulsed magnetic field immunity testing, with the magnetic field pulse rise time being hundreds of ns, and the pulse duration to its half initial value (halfdroop) being hundreds of µs.
Aim. To develop a meter of magnetic field strength with a linear conversion characteristic for measuring the pulse rise time, the pulse duration to its half-droop, and the peak value of the pulsed magnetic field strength.
Materials and methods. Among several available methods for measuring pulsed magnetic field parameters, the induction method was selected. To obtain a signal proportional to the pulsed magnetic field strength, a signal from the induction transducer is integrated using a self-integrating induction transducer (RL integration) or by using an external RC integrator. The former method shows good results when measuring signals with a duration of hundreds of ns; however, this method is inefficient when measuring the parameters of longer-duration pulses. The latter method is used to determine the parameters of signals with a duration of hundreds of µs and ms; however, this method gives a large error when measuring the parameters of signals with a duration of hundreds of ns and less. The consecutive use of the two integration methods leads to an additional error in the measurement of the pulse duration to its half-drop.
Results. A setup for determining the required magnetic field pulse parameters using a pulse magnetic field meter based on an RL integrator was developed. The relative measurement errors comprised 10, 10, and 9 %, respectively. The developed setup eliminates the error caused by losses in the active resistance of an induction transducer, thus enabling the pulse duration to its half-droop to be measured without additional errors under the pulse rise time of hundreds of ns and the pulse droop time of hundreds of µs.
Conclusion. The development of a functional converter made it possible to extend the frequency response of a pulsed magnetic field meter based on an RL integrator to the low-frequency region.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.