Устройство для измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1985 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к магнитои мерительной технике и предназначено для измерения напряженности магнит ного поля на поверхности ферромагни ного материала. Целью изобретений является повы ние точности измерения напряженн ти магнитного поля благодаря конструкции ., компенсационной обмотки, совмещающей функции компенсации измерения магнитного потока и создания симметричного поля поперечного подмагничивания. На фиг,. 1 представлена функциональная схема устройства} на . фиг, 2 - размещение магнитного шунта на магнитопроводе„ Устройство для измерения напряжен ности магнитного поля содержит П-образный магнитопровод 1, на кото ром размещены магнитный шунт 2, измерительная обмотка 3 и компенсационная обмотка 4, генератор переменного напряжения 5, выход которого через последовательно соединенные формирователь 6 противофазных напряжений и разделительные конденсаторы 7 и 8 подключен к крайним выводам компенсационной обмотки 4. Средняя точка компенсационной обмотки 4 соединена к входу регистратора 9. Вход усилителя 10 подключен к измерительной обмотке 3 а его выход через последовательно соединенные фазочувствительный детектор 11 и управляемый источник тока компенсации 12-к крайним выводам компенсационной обмотки 4. Устройство работает следующим образом. При установке П-образного ма Нитопровода 1 на поверхность ферромагнитного материала между его полюсами создается разность магнитных потенциалов И/ , определяемая по формуле где Н напряженность -измеряемая поля ; -расстояние межд,у полюсами. . Для компенсации потока, возни кающего под действием U, на Побразном магнитопроводё 1 размещают компенсационную обмотку 4, раз деленную на две равные секции, охватывающие крестообразно участок П-образного магнитопровода 1, замкнутый магнитным шунтом 2, КомпеН сационная обмотка 4 подключена т 1 к управляемому - источнику тока компенсации 12. Секции компенсационной обмотки 4 включены таким образом, чтобы составляющая магнитного -потока, замыкающаяся чере-j магнитный щунт 2, бьта равна нулю. При этом в магнитопроводё 1 создается компенсирующая МДС, равIK Wt, (2) I + Ij - суммарный ток секции; секции. магнитопровода. Кроме тока от управляемого источника тока компенсации 12 в компенсационной обмотке 4 протекает переменный ток от формирователя противофазных напряжений 6, который уменьшает вдвое частоту генератора переменного напряжения 5 и вьщает на выходе парафазные синусоидальные сигналы. Симметрия секций компенсационной обмотки 4 и симметрия противофазных напряжений позволяет исключить протекание переменного Лка через регистратор 9. Кроме того, при выполнении данных условий составляющая переменного магнитного потока, замыкающаяся по цепи П-образного магнитопровода 1, замкнутого магнитным шунтом 2, подмагничивается переменным поперечным полем, вызывающим изменение магнитной проницаемости данного участка по закону М и (1 - k cos 2 w t ), (4) где jj - магнитная проницаемость магнитопровода без воздействия поперечного поля; частота подмагничивания; постоянный коэффициент. ЭДС, индуцируемая в измерительной обмотке 3, равна KWK JfU е Idt Wn3 число витков измерительной обмотки 3; S - сечение магнитопровода 1; М - магнитная постоянная. Учитывая (5), получим : W.,,oo-9 sin 2u) t Сигнал с измерительной обмотки 3 через усилитель 10 поступает на фазочувствительный детектор 11, амплитуда и знак напряжения на выходе которого зависят от значения магнитного потока a П-образным магнитопроводе 1 и его направления. Уто напряжение управляет источником тока компенсации 12 таким образом, чтобы 9 0. При этом по регистратору 9 определяют ток компенсации и рассчитывают напряженность поля на поверхности ферромагнитного материала по формуле

УСТРОЙСТВО ДЛЯ H3 iEPEHHH НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее П-рбразный мaгнитoпpoвo с измерительной обмоткой и магнитным шунтом, компенсационную обмотку, состоящую из двух последовательно соединенных секций, усилитель, подключенный к измеритель- ной обмотке, генератор переменного напряжения и регистратор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений. в него введены управляемый источник тока компенсации и фаэочувствительный детектор, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с вьгходами усилителя и генератора переменного напряжения, а выход - с управляющим входом управляемого источника тока компенсации, формирователь противофазных напряжений, два разделительных конденсатора, при этом секции компенсационной обмотки расположены взаимно перпендикулярно на участке магнитопровода, замкнутом магнитным шунтом, средняя точка компенсационной обмотки соединена через регистратор (Л с общей шиной устройства, а ее крайние выводы - с выходами управляемого источника тока компенсации и через разделительные конденсаторы - с выходами формирователя противофазных напряжений, вход которого соединен с генератором переменного напряжения. со см О) ГС