Измеритель плотности постоянногоТОКА B элЕКТРОпРОВОдящЕй СРЕдЕ Советский патент 1981 года по МПК G01R19/08 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при снятии зависимостей плотности тока в плазме, л идкости или твердом проводящем теле от координат сечения контролируемых образцов.

Известно устройство для измерения плотности тока в электропроводящей среде, .в частности в электролите, содержащее автогенератор и опорный генератор.подключенные через фильтр нижних частот к входу счетчика импульсов, тороидальный индукционный датчик, выполненный в виде части колебательного контура автогенератора, индикатор, связанный с выходом счетчика импульсов 1.

Недостатки известного устройства определяются ограниченными функциональными возможностями и узкой областью применения.

Известен также измеритель плотности тока в электропроводящей среде, содер кащий датчик магнитной индукции, расположенный в щели контролируемого образца и укрепленный на качелеобразном держателе, соединенном с поворотным механизмом, регистрирующий прибор, один из входов которого подключен к реохорду, кинематически связанному с держателем 2.

Известное устройство обеспечивает запись на двухкоординатном самописце зависимости плотности постоянного тока I от координаты сечения z образца посредством измерения профиля магнитной индукции

В (z) в щели с последующим дифференцированием по Z. Однако чувствительность и точность известного устройства ограничены высоким уровнем шумов и наводок из-за широкой частотной полосы пропускания.

Целью изобретения является повыщение чувствительности н точности подобного измерительного устройства.

Это достигается тем, что в измеритель плотности постоянного тока в электропроводящей среде, содержащий датчик магнитной индукции, расположенный в щели контролируемого образца и укрепленный на качелеобразном держателе, соединенном с поворотным механизмом, регистрирующий

прибор, один из входов которого подключен к реохорду, кинематически связанному с держателем, введены генератор частоты и два детектора, а вдоль корпуса держателя ра-змещены металлизированные пластмассовые

полосы, образующие вместе с элементами держателя конденсаторы - вибраторы, причем выход генератора частоты через первый детектор соединен с конденсаторами - вибраторами, а другой вход регистрирующего

прибора через второй детектор, соединенный с генератором частоты синхронизирующей связью, подключен к датчику магнитной ИНДЗКЦИИ.

На чертеже представлен предложенный измеритель, общий вид,

В состав устройства входит датчик 1 магнитной индукции (висмутовая полоска, изготовленная термическим испарением), приклеенный своей слюдяной подложкой к бумал ной обойме 2. Последняя, в свою очередь, приклеена перпендикулярно к металлизированным медью пластмассовым («майларовым) полосам 3. Эти полосы вместе с латунным корнусом качелеобразного держателя 4 образуют обкладки правого и левого конденсаторов - вибраторов с изолирующими лавсановыми прокладками 5. Натяг полос 3 и регулировка зазора между полосами 3 и держателем 4 осуществляются изолированными винтами 6. При монтаже обойма 2 с датчиком 1 вставляется в щель 7 в образце 8. На чертеже плотность тока I(г) показана параллельной висмутовой полоске датчика и оси х, щель расположена в плоскости xz, а магнитная -

индукция B(z) направлена вдоль оси у. Запитка датчика 1 осуществляется постоянным током I с помощью проводов 9. Измерительпое напряжение снимается проводами 10, припаянными легкоплавким припоем.

Используемые в устройстве генератор частоты, детекторы, реохорд и регистрирующий прибор (самописец) на чертеже не показаны.

Работа предложенного устройства происходит следующим образом.

Управляющее напряжение звуковой частоты f (примерно 100 Гц) после однополупериодного детектирования подается с помощью отводов 11 на один из конденсаторов - вибраторов, возбуждая колебательное движение датчика 1 вдоль оси z с постоянными амплитудой и частотой f. Из-за малости времени релаксации электронов в висмуте по сравнению с периодом колебаний магнитосопротивление датчика 1 синхронно меняется с изменением индукции магнитного поля, в которое попадает висмут при своем движении. Это приводит к появлению переменной составляющей напряжения датчика 1.

ли (z) Ik|ioBoI(z),Azosin cot,

где to 2nf, BO - индукция, обусловленная постоянным однородным внешним магнитным полем ( (z)); k - коэффициент пропорциональности между магнитосопротивлением и квадратом индукции для висмутовой пленки. После детектирования это напряжение, отображающее плотность тока, характеризует ординату самописца. Качелеобразующий держатель 4 равномерно поворачивается, задавая координату z датчика 1, и с помощью реохорда определяет абсциссу самописца.

Использование вибраторов для приведения датчика магнитной индукции в колебательное движение, возбуждение в нем переменной составляющей напряжения, несущей информацию о плотности тока, и узкополосное селективное измерение этой величины обеспечивают повышение чувствительности и точности данного измерительного устройства.

Формула изобретения

Измеритель плотности постоянного тока в электропроводящей среде, содержащий датчик магнитной индукции, расположенный в щели контролируемого образца и укрепленный на качелеобразном держателе, соединенном с поворотным механизмом, регистрирующий прибор, один из входов которого подключен к реохорду, кинемати ески связанному с держателем, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, введены генератор частоты и два детектора, а вдоль корпуса держателя размещены металлизированные пластмассовые полосы, образующие вместе с элементами держателя конденсаторы - вибраторы, причем выход генератора частоты через первый детектор соединен с конденсаторами - вибраторами, а другой вход регистрирующего прибора через второй детектор, соединенный с генератором частоты синхронизирующей связью, подключен к датчику магнитной индукции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 547701, кл. G 01 R 19/00, 1975.

2.Журнал экспериментальной и теоретической физики 1967, № 4, с. 73.