Измеритель магнитной индукции Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) ИЗМЕРИТЁЛЬЛ1АГНИ1 НОЙ ИНДУКЦИИ

- 1 - . - 1 - - -- - Изобретение относится к радиотсхникс5 а именно к устройствам, предназна4еинэ1м ДЛЯ измерения магнитной иидукцни if ее изменений, и может быть использовано в радиоэлектронной и электрической промышдеинрсти. - . . ,, -, . ЙзвестИУ измepиteлн магнитной индукции, используе ые в радиотсхлических установках и приборах, содержащие пьезоэлектрический элемент, помещенный в Магиитном поле {.. -, - Недостатками их яйляготся сложность изготовлеиия, настройки и грбХюздкость йонст рукцйи. , ,v. . ,( , ,-,- , Из известных из мерителей магиитной й идукЦйи наиболее близким к предлагаемому ййляется, измеритель индукции, содержащий чувствительный элемент, выгтолиенмый иа прямоугольной яолупроводйиковой пластине с Р-областыопа одном койце и М-областыб на другом и областя1 и большой и малой рекомбинации М соответс вуйщих противоположный граиях между этими концами, К магииточувствителькому элементу поАведено постоянное напряжение, которое возбуждает в нем опорное магиитиое ПОЛО, и меряемая величина оИределяет- ея лО току возбуждения (2). --, ./ Недостатками егО являюtcя малаяразрешающая способность и чувствительлость, малый днатшзон шл1е|)яемой величины, зависимость пгжазакий Ът других физических явлений (например, ичмоиения температуры); kpone того, фикпфование величины измеряемого гтараМетрХ ироизводится амплитудными методами - , Цслыа изобретения явлйется повышение точности измерений. / ,. -. , ,,- Цель HoetwraeTca за счет того, что в измерителе магиитиой индукции, содержащем пьезоэлектрическую биморфйую пласtHHy с электродами на боковой поверхности, помещенную в Вакуумированйый баллои, и магиитопровод, последПии, выполнен в виде отдельн й5 ферромагнитных стержней, расположенных внутри в аллоиа, выступающие части которых закреплены в изолятора х, размещенных fl отверстиях баллона. На фиг. доказана функциоиальная схема измерителя; иа фиг. 2 - распределеяие ма1-питнь ч СИЛОВЫХ Линий. , Измеритель (фиг. I) содержит чJ BcтвиJ теЛьи ый элемент 1, представляющий собой

биморфный пьезоэлектрический резонатор, вы полненный из пьезокерамического материала и снабженный возбуждающими электродами 2 (в пьезорезонаторе проходят изгибные колебания) и выводами 3, через которые подается .возбуждающее напряжение (выводу. служат и держателем резонатора), вакуумировайный баллон 4, выполненный из ферромагнитного материала с большим/ , магнитопровод 5, состоящий из отдельных ферромагнитных стержней специальной формы и изоляторов из napoMarntiTHOro дИл лектрика 6.

Чувствительный элемент 1 снабжен магнитопроводом 5 и включается в автогенератор, который может б1)ть вьпюлнен по juoбой схеме п любым способом, например при ИF тeгpaльнoм иснолпении плата с генератором может быть расположепа даже впутрп биллопа.

Измеритель работает следующим образом.

Автогенератор с пьезо- локтрическим резонатором возбуждается с помощью электродов 2 и выводов 3 и элемент I соверптет изгибные колебапия на определенной частоте f, эта частота f является функцией многих величин, из которых главными являются геометрические размеры пьезоэлемента и механические напряжения в нем. Геометрические размеры элемента 1 - величина практически постоянная и следовательно, определяемая ими частота также постоянна.

Для изменения частот1 1 генерации нод действием измеряемого магнитного полянеобходимо этим полем изменять механические напряжения в резонаторе. С этой целью резонатор выполрюн из пьезоматериала cju. /i о т.е. обладающего ферромагнитными свойствами, а весь измеритель снабжен магнитным баллоном 4 и магнитопроводом 5 Силовые линии измеряемого поля через магнитопровод 5 подаются к резонатору и создают в нем механические напряжения (изгибают резонатор), пропорциональные вели чине измеряемого поля и, как следствие, приводят к пропорциональному изменению частоты.

Если возбужденный пьезоэлектрический резонатор, снабженный внешним магнитопроводом 5, выполненным из ферромагнитного материала с выcoкимJU, причем чем больше jk , тем выше эффект, поместить в магнитное поле, например, магнитное поле Земли, то в магнитопроводе 5 возникнет магнитный поток (см. фиг. 2), который оказывает механическое воздействие нас возбужденный 5 пьезорезонатор, собственная резонансная частота которого определяется не только размерами пьезоэлемента, но и напряженностью магнитного поля, в которое он помещен, а также ориентацией пьезоэлектрического резонатора относительно этого поля, так как это поле создает силу, воздействующую на пьезоэлемент и вызывающую изменение унругих свойств пьезоэлемента. В результате изменении упругости пьезокристалла изменяется собственная частота генерируемых

15 ко.лсбанпй, так как она есть функция от 1+азм(ров н.мастины и нараметра, оиределяюпкмо упругие свойства.

H Mefienne частоты в широких пределах про110рцио)ально изменению магнитной индукции поля, в которое помещен пьезоэлектриO чески11 poioiuiTop. Если поле псремешюе, то снабдив измеритель детектором, можно измерять частоту колебаний магнитного поля. Таким л)бразом, использование дополнительно внешнего специального магнитопро,- вода из ферромагнитного материала с высоким /« дает возможность по изменению частоты ко.юб.ший пьезоэлектрического резонатора оценить интенсивность внешних электромагнитных источников.

Формула изобретения

Измеритель магнитной индукции, содер-. жап1ИЙ пьезоэлектрическую пластину с электродами на боковой поверхности, помещепную в вакуумированный баллон, и магнитопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитопровод выполнен в виде отдельных ферромагнитных стержней, расположенных внутри баллона, выступающие части которых закреплены в изоляторах, размещенных в отверстиях баллона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Патент Японии № 42351, кл. 110L1, 1969.