Устройство для измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к устройствам для электрических измерений, и может быть использовано, например, для измерения напряженности магнитного поля при испытании магнитных материалов. Известны устройства для измерения напряженности вгнитного поля, содержа щие преобразователь, намагничивающее устройство и измерительный блок р.. Недостаток известного устройства - низкая точность измерения. Наиболее близким по сврй техническо сущности к предлагаемому является .устройство, содержащее преобразователь измеряемой величины и блок измерения Недостаток данного устройства - низкая точность измерения. Цель изобретения - првыщение точнос измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два преобразователя напряженности, посл довательно соединенные блок вычитания И сумматор, второй вход которого подключен к выходу преобразователя измеряемой величиныJ а выход сумматора соединен с входом блока измерения, при этом выходы первого и второгчэ преобразователей напряжепнссти подключены к первому и второму входам блока вычитания соответственно. На фиг, 1 изображена схема ycTpoiteTва. На фиг. 2 изображены графики, характеризующие погрешность преобразования. Устройство содержит образец 1, преобразователь 2 измеряемой величины, преобразователи 3 и 4 напряженности, блок 5 вычитания, сумматор 6, блок 7 измерения. Устройство работает следутощим о&разом. Преобразователь 2 расположен на расстоянии - or исследуемого. обьектя. С достаточной точностью можно счиать, что измеряемая преобразователем тангенциальная ссюто.впяюшая напряженности попя Ир связана с искомой величиной Нои, следующим образом: Величина ду-- оНределяет погрешность (преобразования напряженности поля. Для ее исключения требует определить градиент ьшпряжешюсти пол . а величина может быть as - найдена по известным конструктивным параметрам преобразователя измеряемой величины. Преобразователь градиента обычно выполняется в виде двух встречно вклю ченных преобразователей напряженности поля. Для измерения - эти два преобразователя должны располагаться на равной высоте от исследуемой поверхностИ| что требует дополнительного свободного пространства в об ласти, где il .В практических условтшх это требование, как правило, трудно выполнить. Для устранения этогчэ затруднения можно использовать отсутствие магнит зар5щов в той области, где расположен преобразователь. Известно, что в этом случае справедливо равенство: ЭИх ЭН ) 9У Э-х ЭкЗ-а V - нормальная составляющая напряженности миг нитного поля, Ч - магнитный потенциал. Для измерения нормальной состаляющей градиента напряженности поля - преобразователи 3 и 4 (см. фиг. 1), об разующие преобразователь градиента, Moryi- быть размещены на таком же расс трянии S , что и преобразовател Рассмотрим; в качестве примера индукционный преобразователь, в котором элементы 2, 3 и 4 размещены в одной жесткой конструкции. Плоскость витков преобразователя 2 перпендикулярна, а преобразователей 3 и 4 - ,параллельна поверхности образца. Для получения требуемого сигнала на выходе преобразователя градиента обмотки последнего соединяются встречно. В общем случае должен быть использован блок 5 вычитания, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный 2Х - i где 2fX. -расстояние между преобразо- вател1-1ми 3 и 4, Сигналы преобразов;зто;гей 2, 3 и 4 поступают на входы сук маторо 6, выходное }1апряжение которого равно: BbU--SHp -vK . где К и К 2 - постоянные величины. Если К и К 2 гмеют разные знаки и отнощение их абсолютных величтш опре,- еляется выражением JKaL: ( то с учетом формул (1) и (2) находим, что , пропорционально Иок Измерение последней производится блоком 7. Обычно градиент напряженности поля - довольно постоянен в области Эч размещения преобразователей, поэтому снижение погрешности преобразования получается устойчивым. На фиг. 2 приведены графики, характеризующие зависимость производной д от координаты при испытаниях образца холоднокатаной текстурованнои электротехнической стали. Видно, что на участке 2Х 5 см эта велич1та с требуемой степенью точности может быть принята постоянной для заданного значения Н ч . Практические испытания показали, что при использовании описанного устройства погрешность преобразования .может быть снижена в 3-5 раз. Формула изобретения Устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее пре образователь измеряемой величины и блок измерения, о т л и ч а ю ш, е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него допол}1ительно введены два преобразователя напряженности, последовательно соединенные блок вычитания исумматор, второй вход которого подключен к выходу преобразователя измеряемой величш1ы, а выход сумматора соединен с входом блока иэмерения, при этом выходы первого и второго преобразователей напржкенности подключены к первому и второму входам блока вычитания соответственно. Источники HHijxDpMaunn, принятые во внимание при экспертизе 1„ Авторское свидетельство СССР № 451030, кл. С 01 R ., 10.06.75. 2. Патент ФРГ Х 232вП90, кл. 21 « 33, 26.02.70.