Устройство для измерения неоднородности магнитных потоков Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения неоднородности магнитных потоков в разомкнутых ферромагнитных сердечниках.

Известно устройство для измерения магнитного потока, которое содержит баллистический гальванометр и онорньп источник, подключенный через переключатель к подвижной рамке упомянутого гальванометра. Подвижная рамка гальванометра выполнена с возможностью пе- ,Q ремещения вдоль разомкнутого ферромагнитного сердечника. Принцип действия известного устройства основан на измерении количества электричества, протекающего в виде кратковременных импульсов через подвижную рамку бал- j 5 диетического гальванометра. Измеряемое приращение магнитного потока при протекании кратковременного Имгтульса количества электричества через подвижную рамку прибора при коммутации переключателя равноjO

ДФ Сф а,

постоянная баллистического гальгде С,

Ф ванометра по магнитному потоку;

а - отброс по шкале гальванического гальванометра.

Закон распределеш1я неоднородности магнитного потока вдоль сердечника определяется перемещением подвижной рамки баллистического гальванолштра вдоль этого сердечника и измерением маг 1итного потока в каждой точке упомянутого сердечника 1.

Недостатком известного зстройства является низкая точность измерения неоднородности магнитного потока.

Известно также устройство, которое состоит из двух разомкнутых ферромагнитных сердечmiKOB с расположенной на ннх обмоткой возбуждения, компенсационной и измерительной обмоткой, установленной на измерительной катунже, источника переменного тока, соединенного с обмоткой возбуждения, источника напряжения, подключенного через переменный резистор к компенсащюнной обмотке, синхронного детектора удвоенной частоты, вход которого подключен к измерительной обмотке, а выход - к регистрирующем} прнбору, и удвоителя частоты, вход которого соединен с

источником переменного тока, а выход со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты.

Измерительная катушка в известном устройстве вьшолнена с возможностью перемещения вдоль неподвижно закрепленных сердечников. -При этом одновременно с передвижением катушки осуществлена возможность изменения величины напряженности компенсирующего постоянного поля. Катушка закреплена в том месте, где квадратурная составляющая ЭДС второй гармоники равна нулю.

Таким образом, в известном устройстве устpaHeji начальный сигнал с частотой второй гарМОНИКИ тока возбуждения. Перемещая измерительную обмотку вдоль ферромагнитных сердечitHKOB и измеряя магнитные потоки в каждой точке этих сердечников, определяют закон распределения магнитного потока вдоль упомянутых сердечников, возбуждаемых переменным током 2.

Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения неоднородности магнитного потока при перемещении измерительной обмотки вдоль сердечников.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для измерения неоднородности маг 1итных потоков, содержащее разомкнутый ферромагнитный сердечник с расположенными на нем обмоткой возбуждения, компенсащ оннрй и измерительной обмотками, источник переменного тока, соединенный с обмоткой

возбуждения, источник напряжения, подключенный через переменный резистор к компенсационной обмотке, синхронный детектор удвоенной частоты, выход которого подключен к регистрирующему прибору, удвоитель частоты, вход которого соединен с источником переменного тока, а выход - со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты, снабжено коммутатором, синхронным детектором основной частоты, регистрирующим прибором переменного потока и дополнительными измерительными обмотками, идентичными основной, при этом измерительная обмотка выполнена многосекционной с четным числом одинаковых секций, все измерительные обмотки неподвижны и образованы двумя последовательновстречно включенными обмотками каждой пары секций, выводы всех измерительных обмоток подсоединены к коммутатору с возможностью подключения их ко входам синхронных детекторов, вход коммутации синхронного детектора основной частоты подключен к источнику пермейного тока, а выход - к регистрирующему прибору переменного потока.

Повыщение точности измерения неоднородности магнитных потоков в устройстве обуслов лено тем, что измерительные обмотки установлены неподвижно вдоль оси ферромагнитного сердечника. Наличие синхронных детекторов основной и удвоенной частоты позволяет в одно и то же время измерить неоднородность магнитных потоков (переменных и постоянных) на выбранном участке сердечника. Законы распределения неоднородности переменных и постоянных магнитных потоков вдоль ферромагнитного С€рдеч1шка определяются возможностью коммутации измерительных обмоток в предлагаемом устройстве.

На чертеж, изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит ферромагнитный сердечник 1 с, расположенными на нем обмоткой возбуждения, компенсационной обмоткой 3 и измерительной обмоткой 4 (дополнительные и основная), источник 5 переменного тока, соединенный с обмоткой 2 возбуждения, источник 6 напряжения, подключенный через переменньш резистор 7 к компенсационной обмотке 3, коммутатор 8, вход которого подключен к измерительным обмоткам 4, синхронный детектор 9 основной частоты и синхронный детектор 10 удвоенной частоты, входы которых подключены к выходу коммутаторов 8, удвоитель 11 частоты, вход которого подключен к источнику 5 переменного тока, а выход - ко входу коммутации синхронного детектора 10 удвоенной частоты, регистрирующий прибор 10 переменного потока, соединенный с выходом синхронного детектора 9 основной частоты, и регистрирующий прибор 13, соедиченньш с выходом синхронного детектора 10 удвоенной частоты.

Вход коммутации синхронного детектора 9 основной частоты подключен к источнику 5 переменного тока.

Устройство работает следующим образом. Ферромагнитный сердечник 1 перемагничивается переменным магнитным полем при протекании тока в обмотке 2 возбуждения от источника 5 переменного тока. За счет нелинейной зависимости магнитной индукции ферромагнитного сердечника 1 от перемагничивающего и внещнего однородного геомагнитного поля или поля, создаваемого компенсационной обмоткой 3, в каждой измерительной обмотке 4 наводятся ЭДС основной и удвоенной частоты, пропорциональные неоднородности магjfflTHbtx потоков (постоянного и переменного) в упомянутом сердечнике. Синхронный детектор 9 основной частоты, на вход которого поступает сигнал через коммутатор 8 с одной из измерительных обмоток 4, а на вход коммутации упомянутого детектора подается опорный сигнал удвоенной частоты с удвоителя 11 частоты, выделяет напряжение, пропорциональное неоднородности постоянного магнитного потока на выбранном участке сердечника 1. Сигналы, пропорциональные неоднородности перем ных и постоянных магнитных потоков, поступают на регистрирующие приборы 12 и 13. Опрашивая коммутатором 8 измерительные обмотки 4, измеряют неоднородность переменного и постоянного магнитных потоков вдоль разомкнутого ферромагнитного сердечника 1. Переменный резистор 7 предназначен для регулировки тока компенсации продольной составляющей однородного геомагнитного поля или для создания необходимой величины однородного поля вдоль ферромагнитного сердечника Встречное включение в устройстве обмоток каждой пары секций измерительной катушки, выходные концы которых через коммутатор подключены к синхронным детекторам основной и удвоенной частоты, обеспечивает повыше ние точности измерения неоднородности магнит ных потоков в разомкнутом ферромагнитном сердечнике, возбуждаемом переменным током, так как осуществлено измерение неоднороднос ти как постоянных, так и переменных магнитных потоков, причем измерение этих потоков осуществляется одновременно. Неподвижность измерительной катушки относительно сердечника также обеспечивает повышение точности измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения неоднородности магнитных потоков, содержащее разомкнутый

1.Чернышев Е. Т. и др. Магнитные измерения, М., Комитет стандартов, 1969, с. 44-47.

2.Авторское свидетельство СССР If 123250, кл. G 01 R 33/00, 1961. 86 ферромагнитный сердечник с расположенными на нем обмоткой возбуждения, компенсационной обмоткой и измерительной обмоткой, источник переменного тока, соединенный с обмоткой возбуждения, источник напряжения, подключенный через переменный резистор к компенсационной обмотке, синхронный детектор удвоенной частоты, выход которого подключен к регистрирующему прибору, и удвоитель частоты, вход которого соединен с источником переменного тока, а выход - со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено коммутатором, синхронным детектором основной частоты, регистрирующим прибором переменного потока и дополнительными измерительными обмотками, идентичными основной, при этом измерительная обмотка выполнена многосекционной с четным числом одинаковых секций, все измерительные обмотки неподвижны и образованы двумя последовательно-встречно включенными обмотками каждой пары секций, выводы всех измерительных обмоток подключен к коммутатору с возможностью подключения их ко входам синхронных детекторов, вход коммутации синхронного детектора основной частоты подключен к источнику переменного тока, а выход - к регистрирующему прибору переменного потока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе /