Устройство для измерения магнитной индукции Советский патент 1979 года по МПК G01R33/07 

1

Настоящее изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано при измерении индукции постоянных магнитных полей.

Известен цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий гальваномагнитный преобразователь (датчик Холла), источник переменного тока питания гальваномагнитного преобразователя, дополнительную катушку, в поле которой расположен гальваномагнитный преобразователь, запитанную от стабилизированного источника постоянного тока, блок управления, соединенный с источником тока, реверсивным счетчиком, делительным устройством и преобразователем капряжение-код. Один из выходов этого преобразователя соединен с входом реверсивного счетчика, второй выход с одним из входов делительного устройства, второй вход которого связа с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к входу цифрового отсчетного устройства fl.

Недостатком этого измерителя является влияние изменения проницаемости окружающей среды на параметры дополнительной катушки, приводящее к снижении) точности измерений, а та2

же влияние нестабильности тока питания дополнительной катушки на точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее датчик Холла, на который воздействуют измеряемое магнитное поле и переменное магнитное поле, создаваемое модуляционной катущкой. Так как датчик Холла питается от генератора переменного тока, то на выходе датчика возникает переменное напряжение, пропорциона.г1ьное измеряемому магнитному полю. Из-за воздействия на датчик Холла магнитного поля модуляционной катушки, которая питается от генератора переменного тока,, выходной сигнал датчика .будет модулирован по амплитуде напря&жением частоты питания модуляционной катушки. Через фильтр частоты питания датчика сигнал, пропорциональный измеряемому магнитному полю, поступает на отсчетное устройство,

5 а сигнал пропорциональный магнитному полю модуляционной кртушки, через фильтр частоты модуляции и детектор поступает на один из входов схемы сравнения, второй вход йоторой подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к генератору переменного тока питани датчика Холла. 2. Недостатком этого измерителя является зависимость точности измерения от изменений проницаемости окружающей среды, от нестабильности тока питания модуляционной катушки и от нестабильности .источника опорного напряжения. Это не позволяет использовать этот измеритель для измерения полей в зазорах электромагнитов. Цель изобретения - повышение точности измерения, т,е, снижение погреи-ности измерения, вызванной влиянием изменений магнитной проницаемости среды на параметры модуляционной катушки. Эта достигается тем, что в устройство для измерения магнитной индукции содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, гальваномргнитный преобразователь, усилитель, детектор, фильтр частоты питания преобразователя и регистрирующий прибор, последовательно соединен ные второй генератор переменного ток и модуляционную катушку, соединенную с компенсационным резистором и распо ложенную в поле преобразователя, а также подключенные к выходу детектора последовательно соединенные фильтр частоты модуляции и элемент сравнени выход которого подключен к второму входу усилителя, дополнительно введе ны два согласующих трансформатора, первичные обмотки которых включены последовательно-встречно, а вторичные - последовательно-согласно и подключены к второму входу элемента сравнения, причем одна из первичных обмоток подключена параллельно модуляционной катушке, а вторая - параллельно компенсационному резистору. Структурная схема устройства изобр жена на чертеже. Измеритель содержит гальваномагнитный преобразователь 1, модуляционную катушку 2, генераторы 3 и 4 переменного тока, усилитель 5, детектор 6 фильтр 7 частоты ш питания преобразователя 1, фильтр 8 частоты модуляции из2 , регистрирующий прибор 9 и элемент сравнения 10. Измеритель работает следующим образом. . Гальваномагнитный преобразователь находчтся под воздействием постоянно го магнитного поля Н и .переменного магнитного поля Hj , создаваемого мо дуляционной катушкой 2. Так как преобразователь 1 питается от генератор 3 переменного тока с частотой Ш , а модуляционная катушка 2 - от генерат ра 4 переменного тока с частотой «Jj, на выходе преобразователя 1 возникает сигнал, имеющий частоту пьгания преобразователя 1 и пропорциональный измеряемому магнитному полю Н, а также амплитудно-модулированный сигнал модуляционной катушки. Усиленный усил 1телем 5 сигнал детектируется детектором 6, на выходе которого включены фильтр 7 частоты Ш и фильтр 8 частоты модуляции (JD . Через фильтр 7 сигнал, пропорциональный измеряемому ь агнитному полю Нд, поступает на регистрирующий прибор 9, через фильтр 3 сигнал, пропорциональный магнитному полю Н, модуляционной катушки 2, поступает на один из входов элемента сравнения 10, На другой вход элемента сррвнения 10 поступает сигнал с последовательно-согласно включенных вторичных обмоток согласующих трансформаторов 1 и Т2, перёичны обмотки которых включены последовательновстречно, причем ОДН1 из первичных обмоток подключена параллельно модуляционной катушке 2, а вторая - параллельно компенсационному резистору R, Напряжениеид,,, подаваемое с вторичных обмотой трансформаторов Т1 и Т2 на один из входов элемента сравнения 10, можно записать в таком виде: JвblX м(, мГзЧ 1-мVfП лИ -RK Z J , где ток через модуляционную катушку;CUg - частота модуляции; индуктивность модуляционной катушки; ftn- компенсационный резистор; дд - активное сопротивление модуляционной катушки; 11-1,ilj коэффициенты трансформации трансформаторов Т1 и Т2, При условии, что , Jebix M t zi-MN Так как ( Atl, дЬ,) ,то разность относительных изменений магнитного поля модуляционной катушки 2 и напряжения подаваемого на элемент.сравнения 10, будет равна нулю bW, Л 1«ми „ -% и все изменения тока 0/ модуляционной катушки 2 и индуктивности L,6yдут отслеживаться системой авторегулирования и не приведут к увеличению погрешности измерения. Условие г..п легко выгЛлнимо на практике, С целью устранения температурной погрешности, компенсационный резистор RH изготавливается из того же материала, что и модуляционная катушка и располагается в непосредственной близости от нее. Предложенный измеритель позволяет повысить точность измерения за счет устранения ошибки, вызванной вдаияниемизменения проницаемости окружающей

среды на параметры модуляционной катушки .

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, гальваномагнитный преобразователь, усилитель, детектор, фильтр частоты питания преобразователя и регистрирующий прибор, последовательно соединенные второй генератор переменного тока и модуляционную катушку, соединенную с компенсационным резистором и расположенную в поле преобразователь, а также подключенные к выходу детектора последовательно соединенные фильтр частоты модуляции и элемент сравнения, выход которого подключен к второму входу усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в него дополнительно введены два согласующих трансформатора, первичные обмотки которых включены последовательно-встречно, а вторичные - последовательносогласно и подключены к второму входу элемента сравнения, одна из первичных обмоток, подключена параллельно модуляционной катушке, а вторая параллельно компенсационному резистоРУ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 347704, кл. G 01 R 33/06, 1971.

2.Патент Великобритании №1124565, кл. G 1 N, 1978.

На