Устройство для контроля линейных статоров Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 G01R35/00 

i

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для регистрации пространственного распределения характеристик магнитного поля, в частности поля линейного статора.

Известны устройства для регистрации магнитных полей на эффекте Холла, основанные на том, что ЭДС: на выходе датчика Холла пропорциональна индукции 1. Для получения информации о распределении магнитного поля в пространстве необходимо механическое перемещение датчика, что снижает точность измерения и усложняет конструкцию устройства.

Известно уссгройство для бесконтактного измерения скорости движения тонких ферромагнитных тел 2. Оно содержит цилиндрический ферромагнитный сердечник с равномерной измерительной обмоткой и измерительную аппаратуру, подключенную к измерительной обмотке.

Магнитное поле статора можно представить в виде движущейся системы градиентов. При этом происходит перемагиичив ние сердечника в зонах градиентов и в измерительной обмотке индуцируются импуль. сы ЭДС от скачков Баркгаузена. По параметрам ЭДС можно судить о неоднородностях поля, обусловленных пространственными гармониками. Регистрирующая аппаратура необходима для выделения информационных параметров выходного сигнала с измерительной обмотки.

С помощью такого устройства можно контролировать, лищь статоры с одним полюсным делением. Другими словами, диапазон измерения по линейной координате ограничен длиной полосного деления. Это связано с тем, что при Числе градиентов, большем двух, теряется соответствие между текущими характеристиками выходного сигнала и линейной координатой, так как в любой момент времени присутствуют импульсы ЭДС одной полярности от перемагничивания нескольких участков ферромагнетика.

Целью изобретения является расщирение диапазона измерений.

Для этого в устройство для контроля линейных статоров, содержащее цилиндрический ферромагнитный сердечник с измерительной обмоткой, расположенный соосно со статором, и регистрирующий блок, подключенный к измерительной обмотке, введены дополнительные обмотки, число и длина которых равны числу и длине полюсных делений статора, коммутатор и источник постоянного тока, причем выходы коммутатора соединены с дополнительными обмотками, а его вход подключен к источнику постоянного тока.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма распределения напряжения ноля В{х) до коммутации (показано пунктиром) и после коммутации (показано сплошной линией).

Устройство для контроля линейных статоров содержит источник постоянного тока 1, коммутатор 2, цилиндрический ферромагнитный сердечник 3 с равномерной измерительной обмоткой 4, дополнительные обмотки 5, источник 6 питанй.я контролируемого статора (на фигурах не показан и регистрирующий блок 7.

Сигнальный вход коммутатора соединен с выходом источника 1, опорный вход коммутатора - с выходом источника 6, вьтходы коммутатора соединены с дополнительными обмотками 5. Регистрирующий блок 7 подключен к измерительной обмотке 4. Для синхронизации развертки электронно-лучевого индикатора (на фигурах не показан) в блок 7 поступает напряжение от источника 6. Дополнительные обмотки 5 расположены ссосно с ферромагнйтргым сердечником 3 и контролируемым статором.

Устройство работает следующим образом.

Источник питания 6 вырабатывает напряжение синусоидальной формы (обычно частоты 50 Гц). Источник 1 вырабатывает постоянный ток, величина которого установлена так, что напряженность поля дополнител1 ной об.мотки 5 превышает амплитудное значение напряженности поля статора не менее чем в два раза. Коммутатор 2 поочередно отключает дополнительные обмотки от источника тока Л. Сердечник 3 последовательно перемагничивается по всей длине двумя градиентами поля статора. Возникающая при этом ЭДС поступает с обмотки 4 на вход регистрирующего блока 7, включающего усилитель, квадратичный детектор, фильтр нижних частот и электронно.лучевой индикатор. Длительность развертки индикатора пропорциональна периоду сигнала с-источника 6 и числу полюсных делений контролируемого статора. Коммутатор

2 включает счетчик, дешифратор и токовые ключи (на фигурах не показаны).

Процесс коммутации дополнительных обмоток 5 поясняется фиг. 2, где приняты следующие обозначения: Яо - напряженность поля дополнительных обмоток, Яс - коэрцитивная сила материала сердечника, х - xz -х - длина катущки.

Если предположить, что петля гистерезиса материала сердечника имеет прямоугольную форму, то можно считать, что скачки намагниченности возникают при прохождении величины Н через точку, ftj,. Тогда очевидно, что переключение двух соседних катущек необходимо производить, когда величина напряженности поля достигает -//, как это показано на фиг. 2 в точке Х. Изменение мгновенной величины градиента, обусловленное неоднородностями поля статора, приводит к изменению амплитуды скачков Баркгаузена.

Предложенное устройство выгодно отличается от известных аналогичных устройств отсутствием подвижных элементов, что позволяет существенно упростить процесс контроля линейных статоров. Кроме того, его надежность выще, чем у известных устройств. При использовании ферромагнетика с малой коэрцитивной силой, например пермаллоя, диаметр устройства может составлять 4-5 мм.

Формула изобретения

Устройство для контроля линейных статоров, содержащее цилиндрический ферромагнитный сердечник с измерительной обмоткой, расположенный соосно со статором, и регистрирующий блок, подключенный к измерительной обмотке, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в него введены дополнительные обмотки, число и длина которых равны числу и длине полюсных делений статора, коммутатор и источник постоянного тока, причем выходы коммутатора соединены с дополнительными обмотками, а вход подключен к источнику постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР Я 256851, кл. G 01 R 33/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 213431. кл. G 01 R 3/54, 1970.

JЧ

0U2.1

Н(Х)

иг.2