Дифференциальный феррозонд Советский патент 1976 года по МПК G01R33/02 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФЕРРОЗОНД

1

Изобретение относится к эпектроизме- ритепьной технике и предназначено, в частности, для измерений переменных магнитных попей в малых полостях и зазорах различных электротехнических устройств с помощью феррозондовь1Х (магнитомодуляци- онных) преобразователей.

Известны дифференциальные феррозонды, содержащие сердечник х; обмотками возбуждения, компенсации и индикации.

Однако при малых допустимых длинах сердечника (при малых объемах) известные феррозонды имеют сравнительно низкую чувствительность к измеряемому переменному магнитному полю (низкий коэффициент преобразования). При этом вследствие высокого уровня собственных шумов входно) усилителя, которые в рассматриваемом случае являются определяющими, отношение сигнал-шум во входной цепи мало (по сравнению, например, с феррозондами, имеющими длинные сердечники). Это не позволяет измерять Сравнительно слабые переменные поля (в единицы гамм), снижает точность

измерении и сужает динамический диапазон измеряемых полей.

иелью изобретения является увеличение чувствительности феррозонда и помехоустойчивости безувеличения длины феррозонда.

Достигается это тем, что сердечник предлагаемого феррозонда выполнен в виде полого цилиндра, составленного из 4К стержней (К° 1,2 ), расположенных по образующим цилиндра и связанных между собой на концах двумя кольцевыми перемычками, причем обмотки возбуждения расположень на стержнях с нечетными номерами и соединены последовательно-встречно, обмотки индикации расположены на тех же стержнях и соединены последовательно-согласно, а обмотки компе1{сации расположены на стержнях с четными номерами и соединены последовательно - согласно.

На фиг. 1 дана схема одного из вариантов выполнения феррозонда с восемью стержнями (К-2); на фиг. 2 - развертка сердечника феррозонда при разрезе одного из стержней. Феррозонд состоит из стержней 1-8, рас положенных по образующим цилиндра и связанных по концам двумя копьиевымн перемычками 9 и 10 (конструкция, беличье колесо ). Индикаторные обмотки 11 и обмотки 12 возбуждения располагаются на нечетньрс стрежнях 1, 3, 5, 7. Обмотки 12 возбуждения сбединяются последовательновстречно, а индикаторные обмотки 11 поспедовательно-кзогпасно. Обмотки 13 компенсации расположены на четрых стержнях 2, 4, 6, 8 и включены последовательно-, . согласно. Обмотка 12 возбуждения (общая) , подключается к генератору 14 переменного .тока, обмотка 11 индикации (общая) - ко i входу 15 усилителя измерительного канала, а обмотка 13 компенсации (общая) к источнику 16 компенсационного напряжения (тока). Феррозонд устанавливает в измеряе лом переменном магнитном поле Ну. При включении генератора 14 возбуждения переменный ток возбуждения д протекает по обмоткам 12 возбуждения на нечетных стерж нях феррозонда 1, 3, 5, 7 и создает поля возбуждения Hg (фиг. 2)., Благодаря указан ному выше расположению и включеник) обмоток 12 возбуждения направление поля воз буждения, в стержнях оказывается таким, чт в- четных стержнях 2, 4, 6, 8 они оказываются взаимно скомпенсированными и поэтому практически в них .отсутствуют. При. включении источника 16 компенсационного напряжения Хтока) по обмоткам 13 компен сации., на четных стержнях 2, 4, 6, 8 протекает ток. компенсации j( и создает .поля компенсации Н,, . Благодаря указанному выше расположению и включению обмоток 16 компенсации, поле компенсации HK следующим образом взаимодействует с измеряемыми полями Н (/ . (одинаковыми по величине и направлению во всех стержнях): в четных стержнях 2, 4, 6, 8 оно складывается с измеряемым полем Нц , а в нечет ных стержнях 1, 3, 5, 7, где расположены индикаторные обмотки 11, поле компенсации HK компенсирует измеряемое поле Н 4 Как видно из фиг. 2 в стержнях феррозонда направление полей оказывается таким: в стержнях 1,5 - поля Hg и Ну направлены встречно по отношению к полю Нц ; в стержнях 2, 4, 6, 8 - поля Hj и Ну направлены одинаково, а поле Н отсуствует; в стержнях 3,7 - поля Hg .и Hj направлень встречно по отношению к полю Ну т.е. взаимная направленность полей повторяется через четыре стержня. Этим и определяется число стержней в предлагаемом феррозонде, ррат- нее четьфем и равное 4ц. Как известно, полезный сигнал феррозонда пропорционален произведению измеряемого поля Нц на изме нение динамической магнитной проницаемости сердечника, определяемой полем возбуждения Hg . Как было показано выше, в предлагае.мом феррозонде возбуждение отсутствует в четных стержнях 2, 4, 6, 8 поэтому полезная э.д.с. феррозонда определяется магнитным состо-: янием только нечетных стержней. 1, 3, 5, 7 и соответственно на них рад,положены индикаторные обмотки 11. Формула изобретения Дифференциальный феррозонд, содержащий сердечник с обмотками возбуждения, компенсации и индикации, отличающийся тем, что, с целью увеличения «чувствительности и помехоустойчивости без увеличения длины феррозонда, сердечник феррозонда выполнен в виде полого цилиндра, составленного из 4К стержней (К 1,2 ), расположенных по образующим цилиндра и связанных между собой на концах двумя кольцевыми переллычками, пpичo ; обмотки возбуждения расположены на сте{);(яях с нечетными номерами и соединены последовательно-встречно, обмотки индикации расположены на тех же стержнях и соединены последовательно-согласно, а обмотки компенсации расположены на стержнях с четными номерами и соединены пocлeдoD:Jтельно-согласно.

16 Фиг.1 I 1 I 1 1 I 1 i 1 /25Ч-5 1 1 1 1 I I S78