Измеритель скорости движения Советский патент 1981 года по МПК G01P3/50 

металлических пластин. Через каждое отверстие пропущен свой измерительный проводник 7, который соединяет металлические пластины. Один конец первого измерительного проводника соединен с первой пластиной первой группы. Второй конец первого измерительного проводника соединен со второй пластиной второй группы. Второй и последующие измерительные проводники соединены аналогично со второй пластиной первой группы и третьей пластиной второй группы и т. д. для всех пластин. Первая пластина 8 второй группы и последняя пластина 9 первой группы связаны со входами регистрирующей аппаратуры 10. На ферромагнитном сердечнике размещена катушка 11 с обмоткой 12, связанной с генератором переменного тока 13. Генератор и регистрирующая аппаратура связаны с источником питания 14. К выходу регистрирующей аппаратуры подключен индикатор 15.

Эквивалентная схема измерителя скорости движения, представленная на фиг. 2, имеет следующие обозначения: Q - емкости, образованные соответствующими токопроводящими пластинами, .бг - ЭДС, возникающая на измерительном проводнике, Zbi - входное сопротивление усилителя регистрирующей аппаратуры. Практически можно считать Zbi RBx, т. е. входное сопротивление усилителя активное.

Устройство работает следующим образом.

Каждая пластина первой группы, нанесенная на диэлектрик, например титанат бария, образует с ферромагнитным сердечником конденсатор емкостью С. Вторая группа пластин также образует с сердечником ряд конденсаторов. Поскольку сердечни ; является общей обкладкой для каждого из конденсаторов, каждая пара пластин, состоящая из пластин первой группы и пластин второй группы, симметричной первой относительно линии раздела сердечника диэлектрическими пластинами, образует конденсатор емкостью, равной величине емкостей двух последовательно включенных конденсаторов.

При движении измерителя скорости в магнитном поле напряженностью Н на измерительном проводнике возникает ЭДС

е /5„.1/,

где / - длина измерительного проводника;

БМ - индукция по продольной оси магнитопровода в отверстии, в котором пропущен измерительный проводник (обусловленная магнитным полем Земли); V - проекция вектора скорости измерителя на его ось чувствительности (на перпендикуляр к измерительному проводнику и продольной оси магнитопровода).

Протекающий по обмотке подмагничивания переменный синусоидальный ток от генератора переменного тока подмагничивания периодически доводит магнитопровод до насыщения, меняя, тем самым, его магнитную проницаемость. В этом случае

А, (0-АгЯ„,

где

, 4..10Мд(0 -переменная во времени дифференциальная магнитная проницаемость магнитопровода; Ям - проекция вектора Н на продольную ось магнитопровода; /Ci - коэффициент, учитывающий ослабление индукции в отверстии по сравнению с телом магнитопровода.

Если параметры цепи подмагничивания ыбраны такими, что

(3)

//,„ sin u),

(4)

К,Н

н

где / - ток в обмотке подмагничивания; /т, со - амплитуда и частота тока подмагничивания;

W, L - соответствующее число витков и длина обмотки подмагничивания;

/Са - коэффициент, учитывающий отличие обмотки подмагничивания от идеального соленоида; HS - напряженность в теле магнитопровода, при котором достигается его насыщение;

то дифференциальная проницаемость |д.д(0 может быть записана в виде

оо

Мд (t) Л„ + 2 Л« cos 2л ш/, (5)

45 где

л 2 г , /

Л„ - Я11д „акс + ( мин I

. -(Г-а),

Л„ макс sin 2йа - а-д «ин Sin2/zp

-8sin2«p-fa-sin2/za,

cos2«S - cos2«a

LT

кп L

где

/C

J H

a . arcsin

S arcsin

H Ид макс; 11д мин - соответственно минимальная и максимальная дифференциальная магнитная проницаемость магнитопровода;Н - амилитуда поля подмагничивания;Нг - напряженность поля, соответствующая остаточной индукции магнитопровода; п - номер гармоники ряда Фурье. Так как магнитная дифференциальная проницаемость |Лд(0 периодически изменяется во времени, ЭДС е также периодически изменяется во времени. Конденсаторы, образованные парами пластин противоположных групп, заряжаются. Ток заряда конденсаторов, протекающий по входному сопротивлению регистрирующей аппаратуры, приводит к появлению входного напряжения, которое также пропорционально скорости пересечения устройством силовых линий магнитного поля. Величину тока определим из уравнения замкнутой цепи i-Rn + - idt-- V,I-V.H,JA,+ 5А„.со82«(о , (6) п 1/ где - полное активное сопротивление цени, складывающееся из входного сопротивления усилителя и сопротивления соединительных проводов и токопроводящих частей. В случае, если имеется К изолированных одинаковых секций с емкостью С каждой секции и К измерительных проводников, пропущенных в К отверстий в магнитопроводе, величину С запишем в виде г - -w Из выражения (6) после преобразования получим /(0 .ул„х -лвя -.(2лшг + р), (8) YI, | 4n2(o2 Р arc tg 2ла) С учетом Кус (коэффициент усиления усилителя), .RBX (входного сопротивления усилителя) напряжение на выходе регистрирующей аппаратуры запишем в виде о1УН„К ных - VусX XX у Л-2; Sin(2«a)+(p). (9) К-с -f 4,-,;: Формула изобретения Измеритель скорости движения, содержащий ряд измерительных проводников, размещенных перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли и соединенных последовательно, генератор переменного тока и регистрирующую аппаратуру, о т ли чающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен ферромагнитным сердечником с катушкой перемагничивания, подсоединенной к генератору переменного тока, измерительные проводники размещены в отверстиях ферромагнитного сердечника и последовательное каждым измерительным проводником включен конденсатор, образованный двумя электропроводящими немагнитными пластинами, разделенными слоем диэлектрика и укрепленными на ферромагнитном сердечнике, а первая обкладка первого конденсатора и конец последнего измерительного проводника подключены к регистрирующей аппаратуре. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 30867, кл. G 01Р 3/50, 1932. 2.Авторское свидетельство СССР 477345, кл. G 01Р 3/50, 1972: 3.Патент Японии №49-23225, кл. 111А1, опублик. 1976 (прототип).

C, C, C, Cn

нОКНнн-н;-чЕ п

TrVnr r-il

i I M

M i 1 i I

.. L-Jjl LuLtJ LtJj

s Ж Ж1иЖ

, VX-JIIs

llir i I N

JUU L

ii

j

IS