Устройство для измерения магнитного поля Советский патент 1984 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения слабых постоянных и переменных магнитных полей.

По основному авт. св. № 531110, известно устройство для измерения магнитного поля, содержаще чувствительный элемент в виде пьезокварцевой пластины с электродами, на торцах которой закреплены ферромагнитные магнитострикционные стержни, в свою очередь закрепленные в держателе, и автогенератор, подключенный к электродам пластины Л .

Однако устройство малочувствительно, поскольку крутизна характеристики изменения частоты автогенератора от напряженности магнитного поля имеет небольшое значение. Желательно повысить чувствительность устройства, т.е. увеличить крутизну указанной характеристики, что, в свою очередь приведет к повьпиению точности измерений .

Целью изобретения является повышение чувствительности элемента и прочности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения магнитного поля, содержащемчувствительный элемент в виде пьезокварцевой пластины с электродами, на торцах которой закреплены магнитострикционные стержни, в свою очередь.закрепленные в держателе, и автогенератор, подключенный к электродам пластины, держатель выполнен из трех последовательно соединенных частей, две из которых идентичны и выполнены из материала, не обладающего магнитострикционными свойствами, а между ними жестко закреплена третья часть, выполненная из магнитострикционного материала со знаком продольной магнитострикции, противоположным знаку продольной магнитострикции ферромагнитных стержней .

На чертеже представлена функцио.нальная схема устройства.Пьезокварцевая пластина 1 с напыленными на основные поверхности возбуждающими электродами 2 и 3 слегка зажата между двумя ферромагнитными магнитострикционными стержнями 4 и 5 Стержни удерживаются с помощью держателя i состоящего из трех последовательно соединенных частей 6-8, части 6 и 8 идентичны и выполнены из материала, необладающего магнитострикционным эффект&м, а часть 7 жестко закреплена между частями 6 и 8 и выполнена из магнитострикционного материала со знаком продольной магнитострикции, противоположным знаку продольной магнитострикции ферромагнитных стержней 4 и 5. Возбуждающие электроды соединены со схемой кварцевого автогенератора 9, обеспечивающего самовозбуждение на собственной частоте пьезокварцевой пластины. В качестве пьезокварцевой пластины может быть применена пластина АТ-среза линзообразной формы с толщинно-сдвиговыми колебаниями. Ферромагнитные стержни могут быть изготовлены из сплава железо-кобальт, а магнитострикционная часть 7 - из никеля.

Устройство работает следующим образом.

При включении пьезокварцевой пластины в схему кварцевого автогенератора возникают колебания с частотой, близкой к собственной частоте пьезокварцевой пластины.

При наличии магнитного поля с напряженностью Н ферромагнитные стержни 4 и 5 за счет магнитострикционного эффекта изменяют свои геометрические размеры и в том числе длину. Предположим, что ферромагнитные стержни 4 и 5 обладают положительной продольной магнитострикцией. В этом случае за счет удлинения ферромагнитных стержней увеличивается сила давления действующая на пьезокварцевую пластину.

Одновременно с этим под действием того же магнитного поля средняя часть 7 держателя, поскольку она выполнена из материала, обладающего отрицательной продольной магнитострикцией, сжимается. Части 6 и 8 перемещаются параллельно сами себе по направлению друг к другу. Это приводит к еще большему увеличению силы давления на пьезокварцевую пластину.

Под действием давления собственная частота пьезокварцевой пластины изменяется, что приводит к изменению генерируемой частоты. Точки соприкосновения ферритовых стержней с пьезокварцевой пластиной необходимо выбирать в направлении максимума силового коэффициента частоты. Для круглых

310992924

пластин АТ-среза эти точки должны Возникновение дополнительного давбыть расположены вдоль оси X крис-ления на пьезокварцевую пластину за

талла. В этом случае изменение часто-счет использования отрицательной проты под действием давления имеет мак-дольной магнитострикции средней чассимальную величину. Таким образом, 5ти держателя повьппает чувствительчастота кварцевого автогенератора из-ность элемента, а следовательно и

меняется пропорционально величине на-точность измерения воздействующих на

пряженности магнитного поля.устройство магнитных полей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ по авт.св. № 5311 ТО, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности элемента и точности измерений, держатель выполнен из трех последовательно соединенных частей, две из которых идентичны и выполнены из материала, не обладающего магнитострикционными свойствами, а между ними жестко закреплена третья часть, выполненная из магнитострикционного материала со знаком продольной магнитострикции, противоположным знаку продольной маг-, нитострикции ферромагнитных стержней.. СО :С СО 0 СО f fO