Магнитомодуляционный датчик Советский патент 1975 года по МПК G01R33/00 

(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к области магнитных измерений.

Известные конструкции магнитомодуляционных датчиков с кольцевыми модуляторами имеют высокий уровень собственных шу- мов и помех, не позвол1пощих получить высокие чувствительности.

Цепь изобретения - снизить уровень шумов и помех.

Это достигается тем, что контактные

части ферритовых стержней выполнены в виде полуколец, расположенных по обе стороны кольца перпендикулярно к его плоскости напротив центров прорезей, а оси стержней совпадают с осью кольца, перпендикул5гоной к его плоскости.

На фиг. 1 изображена конструкция ггрс5длагаемого датчика; на фиг. 2 распределени магнитных потоков в датчике; на фиг. 3 действие компенсирующих катушек.

Датчик состоит из основного модулирующего кольца 1 с обмоткой возбуждения 2 и двумя диаметрально противоположными сквозными отверстиями 3, прорезанными в образующей поверхности кольца. Прорезь

имеет прямоугольную форму с илфокимп стенками, паралле.льпыми торцовой ловорхности кольца. С кольцом-модулятором магнитно связаны два шунтируюш.их ферритовых полукольца 4 и 5, лежащих в одной плоскости, перпендикулярной к плоскости кольца-модулятора 1. Поверхности магнитных контактов кольца-модулятора и щунтирующих полуколец находятся напротив середины прсюезей. В шунтирующих полуколцах сделаны выборки, в которые входят неперемагничиваюшиеся ферритовые стержни датчика 6, на которых располагаются приемные катущки. Прорези в шунтирующих полукольцах и стержнях таковы, что обеспечивается высококачественный магн1 :тпь:й контакт. На шунтирующих полукольцах расположены компенсирующие обмотки 7 и 8, имеющие по две секции.

Датчик работает следующим образом.

При протекании переменного тока через обмотку возбуждения 2 в кольце создается магнитный поток возбуждения, перемат-ничивающий части кольца, заключенные между торцовыми поверхностями кольца и прорезями (поток возбуждения Фд на фиг. 2 показан сплошной линией), Так как поперечное сечейие кольца значительно больше, чем сечение перемычек, заключенных между торцовыми поверхностями кольца и прорезями, то намагничиваются до насыщения только перемычки. Магнитный поток сигнала (показан на фиг. 2 пунктиром) проходит через стержень б, полукольцо 5 и по перемычкам. Модуляция магнитны проницаемостей прремычек приводит к модуляции магнит 1ого потока сигнала частотой возбуждения, что является основным процессом во всех магнитомодуляционных датчиках. Поток рассеяния фп , являющийся основным источников помех и щумов в магнитомодуляционных датчиках (показан на фиг. 2 штрих-пунктиром) замыкается через шунтирующие полукольца ортогонально стержню 6, а следовательно, и приемным катушкам. Такая конфигурация потоков приводит к максимальному ослаблению э. д. с., возбуждаемых потоками рассеяния в приемных катушках датчика. Для дополнительного уменьшения потока рассеяния в полукольце, а следовательно, и в приемных катушках датчика используются компенсационные обмотки 7 и 8, содержащие по две одинаковые секции. Рассмотрим действие одной компенсационной обмотки, например 7, так как действие другой обмотки совершенно такое же. Обмотка 7 короткозамкнутая, обе ее секции включены согласно относительно потока рассеяния, проходящего по коньцу. Э. д. с., наводимые в секциях магнитным потоком рассеяния, складываются и возбуждают элект рический ток компенсации, который направ:Лен так, что возбуждаемое им магнитное поле направлено, по правилу Ленда, навстречу полю, его возбуждающему, т. е. противен положно потоку рассеяния. Фр . Таким образом происходит значительная компенсация потока рассеяния в полукольце. Магнитный же поток сигнала раэделяет ся на два одинаковых потока в обе ветви полукольца (см. фиг. 2) т. е. относительно сигнального потйка Ф катушки оказьтаются включенными встречно (см, фиг. 3, б),создаваемые в них э. д. с. взаимно уничтожаются, и ток компенсации оказывается равным нулю. Таким образом, в этой системе компенсации магнитного потока сигнала не происходит. Для увеличения глубины модуляции проницаемости датчика, чтобы исключить шунтируюшее влияние в1эздушных промежутков прорезей на модулированный поток сигнала. пространство внутри прорезей заполняется металлом, например алюминием. Возбуждаемые в металле вихревые токи вытесн5пот переменный магнитный поток сигнала из прорезей, заставляя его полностью замыкаться через перемычки (см. пунктирную линию на фиг. 2). Такая конструктивная особенность позволяет увеличить коэффициент модуляции магнитнот о сопротивления, а следовательно, и коэффициент преобразования датчика в целом. Предмет изобретения Магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовое кольцо с прямоугольными сквозными прорезями, широкие стенки кото,рых параллельны торцовым поверхностям кольца, и обмоткой возбуждения, а также нитосвязанные через кольцо ферритовые стержни с измерительными обмотками, о тличающийся тем, что,, с целью снижения уровня шумов и помех, контактные части стержней выполнены в виде полуколец. расположены по обе стороны кольца перпендикулярио к его плоскости напротив центров прорезей, а оси стержней совпадают с осью кольца, перпендикулярной к его плоскости.

VO

«О

I

$

0

/

тГЖ

.О

ч

о