Магнитоэлектрический датчик скорости проводящей среды Советский патент 1984 года по МПК G01P3/52 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к преобразователям скорости в электрический сигнал, и может быть использовано для измерения скорости какого-либо объекта по отнсниению к неподвижной проводящей среде или скорости проводящей среды по отношению к неподвижному объекту. Известно измерительное устройство, содержащее возбудитель поля в.проводящей среде, представляющий собой магнитопровод Ш-образной . формы с размеменной на нем электрической обмоткой, подключенной к источнику электрической энергий переменного тока, и вторичный измерительный контур, включающий в себя два электрода, расположенные в проводящей среде, с которых с помощью электрических проводников снимается электрическое напряжение пропорциональное измеряемой скорости, и подается на регистрирующий ор ган. ПРИ относительном перемещении устройства и проводящей среды в соответствии с законами магнитогидродинамики между электродами возникает электрическое, напряжение, пропор циональное Измеряемой скорости Cl J Основным недостатком указанного устройства является наличие во вторичном измерительном контуре электрического контакта между электродами и проводящей средой.. В быстродействующих системах в условиях весьма кратковременного контакта электродов со средой этот контакт является ненадежным и электрическое сопротивление контакта изменяется в широких пределах, что существенно уменьшает точность измерений и надежность работы измерительного устройства. Целью изобретения является повышение точности измерений и надежнос ти работы измерительного устройства Указанная цель достигается тем, что в измерительном устройстве, содержащем возбудитель поля в проводящей среде, подключенный к источнику синусоидального тока, и вторич ный измерительный контур, возбудите поля выполнен в виде Ш-образного шихтованного токопровода из электро проводящего немагнитного материала хотя бы на одном из стержней которого размещена выполненная из щихтованного магнитопроводящего материала винтовая спираль, концы которой соединены между собой в непрерывный магнитопровод, а на поверхности спирали равномерно намотана электрическая обмотка возбуждения, подключенная к источнику синусоидал ного тока, при этом вторичный измерительный контур выполнен в виде по ковообразного магнитопровода из ди электрического материала с равномерно размещенной по его длине измерительно{1 обмоткой, причем концы подкообразного магнитопровода расположены симметрично относительно среднего стержня Ш-образного токопровода в промежутках между средним и крайним стержнями. На чертеже приведена схема предлагаемого измерительного устройства. Устройство содержит возбудитель 1 электрического поля в проводящей среде 2. Возбудитель 1 представляет собой Ш-образный токопровод, набранный из пластин с высокой удельной электрической проводимостью, например из меди. На возбудителе 1 размещена магнитная обмотка 3 возбуждения, представляющая собой катушку из. магнитных витков, охватывающих средний стержень возбудителя 1 и выполненных шихтованными из гибкой ленты материала с высокой магнитной проницаемостью, например из пермаллоя. На катушке 3 из магнитных витков равномерно по всей |длине намотана электрическая обмотка 4, подключенная к источнику синусоидального тока. Выходной сигнал, пропорциональный измеряемой скорости, снимается с помощью вторичного измерительного контура, представляющего собой магнитопровод 5 из изолирующег;о материала с намотанной изолированной обмоткой 6. Устройство работает следующим образом. При запитывании обмотки 4 возбуждения от источника синусоидального тока в магнитопроводе 3 наводится переменное магнитное лоле, индуцир5тощее в Ш-образном токопроводе переменный ток, который замыкается через проводящую среду 2. Протекание тока через среду вызывает появление переменного магнитного поля, направленного перпендикулярно отрезку АВ (не влияет на показания вторичного измерительного контура /. При движении датчика в направлении, перпендщкулярном отрезку ЛБ, в проводящей среде возникает составляющая тока, также перпендикулярная отрезку АВ, но направленная в противоположную сторону. Эта составляющая обусловливает появление магнитного поля, направленного параллельно отрезку АВ к возбуждающего в обмотке 6 вторичного измерительного контура переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна составляющей относительно скорости датчика и среды, направленной перпендикулярно отрезку АВ. Для того, чтобы напряжение, снимаемое с ВЫХОДНОЙ обмотки б, пропор- , циональное скорости проводящей срене зависело от электрических

свойств проводяшей среды, необходим постоянство noBepxHocTijoft плотности заряда 6 , проходящего через про-, водящую среду, а следовательно, постоянство вторичного тока Э . Для обеспечения такого постоянства тока первичная обмот са 3 магнитопровода должна запитываться от источника тока, число витков fi первичной обмотки 4 должно быть достаточно большим, а магнитное сопротивление магнитопровода 3 - достаточно малым При этом число ВИТКОЕ1 V, должно быть таким, чтос можно было пре небречь намагничивающим TOKOM, а коэффициент трансформации С должеи быть таким, чтобы имело место согласование согфотивления нагрузки с внутренним сопротивлением источника синусоидального тока

По конструктивным.соображениям выполнение вторичной электрической обмотки в виде нескольких витков практически невозможно, поэтому для возможного варьироваиия коэффициента трансфсч мации магнитопровод нави на средний, стержень ВЬобразного токопровода 1 и представляет собой устройство в виде магнитиых витков, число которых ч(/д, 2- .

Предложенная конструкция датчика позволяет уменьшить влияние нестабильности электрического контакта между Ш-обраэным токопроводом и средой и полностью исключить влияние нестабильности контакта во втормчном измерительном контуре, а следовательно, повысить точность измерения и надежнос Ть работы устройства.

МАГНКТОЭЛЕКТРЙЧЕСККЙ ДАТЧИК CROPQCTH ПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДО, ордерЖсцций возбудитель поля в проводящей среде, подключенный к источнику синусоидального тока, и вторичный измерительный контур, отличающийся тем,, что, с целью повышения точности измерения путем уменьш зния влияния на выходной сигч нал величины электрического сопротивления в месте контакта датчика с проводящей средой, возбудитель по. .JL, ffffrrr //////// ///////////////// ///// // f ля выполнен в виде Ш-образного шихтованного токопровода из электропроводящего немагнитного материала, хотя бы на одном из стержней которого размешена выполненная из шихтованного магнитопроводящего материала винтовая спираль, концы которой соединены -между собой в непрерывный магнитопровод, а на поверх.ности спирали равномерно намотана электрическая обмотка возбуждения, подключенная к источнику синусоидального тока, при этом вторичный измерительный контур выполнен в виде подковообразного магнитопровода из диэлектрического материгша с равномерно размещенной по его длине § измерительной обмоткой, причем кон(Л цы подковообразного магнитопровода расположены симметрично относительно среднего стержня Ш-образного токопровода, в промежутках между средним и крайними стержнями. О) 4; 4; 4;