Устройство для измерения параметров магнитного поля Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения параметров магнитного поля.

Известны феррозонды, содержащие сердечник, выполненный в форме трубки, навитой из пермаллая, продольную обмотку возбуждения, имеющую вид соленоида, в которую вставлен сердечник, поперечную обмотку возбуждения, нанесенную на сердечник как на тороидальный 1.

Недостаток известного устройства - отличие между коэффициентами размагничивания (коэффициентами формы) в разных направлениях.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности является устройство, содержащее сердечник, охваченный двумя основными ортогональными обмотками возбуждения, и генератор переменного тока 2.

Недостаток известного устройства - низкая точность измерения.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее сердечник, охваченный двумя основными ортогональными обмотками возбуждения и генератор переменного тока, до полнительно введены дополнительная обмотка возбуждения, охватывающая сердечник и расположенная ортогонально основным обмоткам возбуждения, связанная с выходом генератора переменного тока, а также коммутатор и три частотно-избирательных блока, первые входы которых подключены к соответствующим обмоткам возбуждения, а вторые входы и входы коммутатора подключены к выходу генератора, выход коммутатора соединен с первой и второй основными обмотками возбуждения, при этом выходы частотно-избирательных блоков подключены к вторым входам частотно-избирательных блоков, а сердечник выполнен в форме сферы.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема сердечника с обмотками возбуждения; на фиг. 2 - структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 изображены: эпюра тока, протекающего через дополнительную обмотку возбуждения (а); эпюра тока, протекающего через основную первую обмотку возбуждения (б); эпюра тока, протекающего через вторую основную обмотку возбуждения (в).

Устройство содержит корпус 1, на котором расположен пермаллеевый сердечник 2, корпус 3 дополнительной обмотки 4 возбуждения, корпус 5 первой основной обмотки 6 возбуждения, на котором расположена первая основная обмотка возбуждения, корпус 7 второй основной обмотки 8 возбуждения, на котором расположена вторая основная обмотка возбуждения (см. фиг. I), генератор 9 переменного тока, коммутатор 10, частотно-избирательные блоки II, 12 и 13, пермаллеевый сердечник 14, дополнительная, обмотка 15 возбуждения, первая основная обмотка 16 возбуждения, вторая основная обмотка 17 возбуждения (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом.

Ток /1 (см. фиг. 3,а), протекающий в обмотке 15 от генератора 9, сдвинут по фазе

на - по сравнению с током, подведенным к коммутатору 10. Коммутатор 10 синхронизирован импульсами с генератора 9 так, что в течение одного или нескольких периодов протекает ток /2 (см. фиг. 3,6) в обмотке 16 (а затем протекает ток /з (см. фиг. 3,8) в обмотке 17. Коммутация токов /2 и /3 (см. фиг. 3 б и s) в обмотках 16 и 17 осуществлена в моменты времени, когда эти токи равны 0. В результате такой коммутации токов /г и /з (см. фиг. 3 а и б) в объеме, охваченном обмотками 4, 6 и 8 возбуждения, создается насыщающее мatepиал сердечника 2 вращающееся поле возбуждения попеременно в плоскости, перпендикулярной оси обмотки 6, и в плоскости, перпендикулярной оси обмотки 8.

При воздействии постоянного поля сигнала на сердечник 2 появляется вторая гармоника магнитной индукции, пропорциональная действующему полю. Усиление и детектирование сигнала второй гармоники осуществляется частотно-избйрательными блоками 11, 12 и 13.

Устройство чувствительно к магнитным полям в направлениях, совпадающих с осями обмоток 4, 6 и 8 возбуждения.

В устройстве величина ложного сигнала, обусловленная наличием однородного геомагнитного поля, не зависит от сердечника, что обеспечивает высокую точность измерения параметров магнитного поля. Наличие сферического сердечника и сферических обмоток возбуждения обеспечивает однородность поля возбуждения и поля компенсации в объеме сердечника, что снижает уровень шумов предлагаемого устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее сердечник, охваченный двумя основными ортогональными обмотками возбуждения, и генератор переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены дополнительная обмотка возбуждения, охватывающая сердечник и расположенная ортогонально основным обмоткам возбуждения, связанная с выходом генератора переменного тока, а также коммутатор и три частотно-избирательных блока, первые входы которых подключены к соответствующим обмоткам возбуждения, а вторые входы и входы коммутатора подключены к выходу генератора, выход коммутатора соединен с первой и второй основными обмотками возбуждения, при этом выходы частотно-избирательных блоков подключены к вторым входам частотно-избирательных блоков.

2.Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что сердечник выполнен в форме сферы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Афанасьев Ю. В., Студенцов Н. В... Щелкин А. П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Л., «Энергия, 1972.

2.Афанасьев Ю. В. Феррозонды, Л., «Энергия, 1969.

;5

Ю

Т.