Устройство для измерения магнитного поля Советский патент 1987 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к магнитоиз.мери- тельной технике, в частности к устройствам, предназначенным для измерения но- стоянных и переменных магнитных нолей.

Целью изобретения является повышение точности измерения величины магнитного поля.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения маг- ;нитного поля.

Пара пьезопластин 1 закреплена на фер- ;ромагнитном пустотелом сердечнике 2, на котором также расположена индуктивная ;Катуи1ка 3, вторая пара ньезопластин 4 закреплена на корпусе 5, образуя две ре- :3онапсные камеры 6. Электрические каме- ,ры 6 включены в цепи положительных обрагных связей усилителей 7 и 8, к выходам которых подключен регистратор 9. Мембраны 10 прикреплены к торцам сердечника 2 и корпусу 5, заполненному немагнитной жидкостью 11. Индуктивная катуп - ка подключена к источнику 12 унравляю- н;его сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При включении усилителей 7 и 8 между Пьезонластинами 1 и 4 в резонансных камерах 6, запо.лненных немагнитной костью 11, возникает акустический резонанс, частота которого определяется собственными резонансными частотами ньезо- нластин 1 и 4 и расстоянием между ними в резонансных камерах 6.

Пустотелый ферромагнитный герметичный сердечник 2 выполнен из однородной массы ферромагнитного порошка и гранул. Грану.лы могут быть выполнены из пластмассы и резины. Такое выполнение фер- :ромагнитного сердечника 2 уменьшает акус- п ическую связь между резонапсны.ми камерами 6 и поэтому усилители 7 и 8 работают в независимом режиме, что приводит к новьинепию точности отсчета.

Пустотелый ферромагнитный сердечник 2 вместе с индуктивной катушкой 3 и.меет нулевую плавучесть в немагнитной жидкости 11. При пулевой плавучести катуи1ка с сер- дечнпком может практически без сопротивления перемещаться в плоскости резонансных камер, что приводит к повьинению чувствительности и точности измерения внешнего магнитного поля. Мембраны 10 прикреплены к торцам сердечника 2 и к кор- нусу 5 так, что обеспечивается перемещение пустотелого ферромагнитного сердечника 2 с пьезопластинами 1 вдоль оси корпуса с минимальным сопротивлением. Мембраны выполнены со сквозны.ми отверстиями, диаметр которых выбирается из условия обеспечения малого сопротивления при протекании жидкости в камерах. Такое креплеВНИИПИЗаказ 5505/46Тираж 730Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектиая. 4

5

0

5

0

5

0

5

0

ние ооеспечивает параллельное перемещение пьезопластин 1 в резонансных камерах 6.

В качестве немагнитной жидкости 11 используется, например, водно-спиртовая смесь с нулевым температурным коэффициентом скорости распространения ультразвуковых колебаний, что снижает ногрещности измерения при из.мепенпи температуры окружающей среды.

При пропускании тока через индуктивную катушку 3 в ферромагнитном пусто- тело.м гер.метичном сердечнике 2 создается магнитное поле, взаимодействующее с внешним измеряемым магнитным полем, которое перемещает сердечник 2, в результате чего расстояние между пьезопластинами 1 и 4 в одной резонансной камере 6 увеличивается, а в другой уменьшается.

Это приводит к тому, что частота автогенерации в уси,тителе 8, например, увеличивается, а в усилителе 7 уменьшается. Регистратор 9 пересчитывает разницу частот усилителей 7 и 8 в единицы магнитного поля. В начальный момент времени ири отсутствии измеряемого магнитного ноля мембраны 10 поддерживают ферромагнитный пустотелый еердечник 2 с первой парой пьезопластин 1 на равном расстоянии от второй пары пьезопластин 4 так, что частота автоколебаний в усилителях 6 и 7 одинакова. Это позволяет скомпенсировать нестабильность работы автоколебательной системы при из.менении температуры и давления.

Формула изобретения

Устройство для из.мерения магнитного ноля, содержащее заполненный немагнитной жидкостью корпус, четыре пьезопласти- ны, две из которых через соответствующие усилители подключены к входам регистратора, а две остальные -- непосредственно к входам регистратора, отличающееся тем, что, с целью иовыщения точности измерения, дополнительно введены источник уп равляющего сигнала, две мембраны из немагнитного материала со сквозными отверстиями и индуктивная катушка с герметичным пустотелым сердечником, подвижно закрепленным торцами на мембранах, на которых также закреилены остальные две пьезопластины, мембраны прикреплены к корпусу, герметичный пустотелый сердечник выполнен в виде цилиндра из ферромагнитного порошка н гранул, выполненных пз материала, акустическое волновое сопротивление которого .меньше волнового сопротивления ферромагнитного порошка, и диаметром, соизмеримым с длиной волны акустических колебаний в иьезопластине, а индуктивная катущка подключена к источнику управляющего сигнала.

Изобретение может быть использовано для измерения постоянных и переменных магнитных полей (МП). Устройство для измерения МП содержит пьезопласти- ны (ПП) 1, закрепленные на герметичном пустотело.м сердечнике 2, выполненном в виде цилиндра из ферромагнитного порошка и гранул из материала, акустическое волновое сонротивление (ВС) которого меньше ВС ферромагнитного порошка, и диаметром, соизмеряемым с длиной волны акустических колебаний в ПП, индуктивную катушку 3, ПП 4, закрепленные на корпусе 5 образованием двух резонансных камер 6, усилители 7, 8, регистратор 9, мембраны 10 из немагнитного материала со сквозными отверстиями. Изобретение повышает точность из.мерения величины МП. 1 ил. SS (Л у / / б 1 4 ОО сл ОО со