Феррозонд Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) ФЕРРОЗОНД

Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для изме рения параметров магнитного поля. Известен феррозонд, содержащий ферромагнитный сердечник, возбуждающую, измерительную и компенсационную обмотки 1 . Недостаток этого устройства заклю чается в низкой точности измерения, обусловленной большим сдвигом нулевого уровня и его нестабильностью за счет асимметричной емкостной связи между цепями возбуждения и измерения. В этом устройстве измерительная обмотка выполнена многослойной и фактически является односекционной. Поэтому емкостная связь между началь ными витками измерительной обмотки и витками обмотки возбуждения сильно отличается от емкостной связи между конечными витками измерительной обмотки и витками- обмотки возбуждения так как конечное витки измерительной обмотки удалешы на большие расстояния от сердеч« и а и экранированы от него нескольк«ь «1 слоями измерительно обмотки. Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство содержащее ферр0 4агнитный сердечник возбуждающую, ко1.5пенсационную обмотки и измерительную обмотку, состоящую из четырех секций с один акрвым числом слоев и витков в слое в каждой секции 2. Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, обусловленная сдвигом нулевого уровня и его -нестабильность в феррозонде , что также связано с асимметричной емкостной связью между цепью возбуждения феррозонда и измерительной обмоткой. Асимметричная емкостная связь обусловлена тем, что обмотки в секциях многослойны, причем начальный и конечный слои обмотки расположены на разных расстояниях от обмотки возбуждения, т.е. несимметричны относительно центра феррозонда . Цель изобретения - повышение точности измерений параметров магнитного поля. Поставленная цель достигается тем, что в феррозонде, содержащем ферромагнитный сердечник, возбуждающую, компенсационную обмотки и измерительную обмотку, состоящую из четного количества секций с одинаковым числом рлоев и витков в слое в каждой секции, и выходные клеммы, обмотки секций и выходные клеммы расположены симметрично относительно центра сердечника, начала обмоток двух ближайших к центру секций соединены между собой , а их концы соединены с началами обмоток последующих соседних секций, ,концы обмоток крайних секций подведе ны к выходным клеммам феррозонда, пр этом направление намотки обмоток секций, расположенных с одной сторо-; ны центра, противоположно направлению намотки обмоток секций, расположенных с другой стороны центра. Кроме того, феррозонд снабжен двумя однослойными заземленнымиэкраниру нвдими oбмoткa /ш, расположенными так, что одна из них охватывает возбуждающую обмотку, а другая - измерительную На фиг. 1 изображено устройство/ на фиг. 2 - то же, с экранирующими обмотками. Устройство содержит ферромагнитный сердечник 1, возбуждающую и компен сационную 3 обмотки, а также измерительную обмотку 4, состоящую из четно го количества секций 5-10 с одинаковы числом слоев и витков в слое в каждой секции, при этом обмотки 11-16 и секций 5-10 расположены симметрично относительно центра 17 сердечника 1, причем начала обмоток 11 и 12 двух ближайших к центру 17 секций 5 и б соединены между собой, а их концы - с началами обмоток 13 и 14 посл дующих соседних секций 7 и 8. Концы обмоток 15 и 16 крайних секций 9 и 1 подведены к выходным клеммам 18 и 19 феррозонда, расположенным симметричн относительно центра 17, а направлени намотки обмоток 11, 13 и ,15 секций 5 7и 9, расположенных с одной стороны центра 17, противоположно направлени намотки обмоток 12, 14 и 16 секций 6 8и 10, расположенных с другой сторон центра 17. Кроме того, устройство снабжено двумя дополнительными однослойными э ранирующими обмотками 20 и 21, расположенными так, что одна из них охватывает возбуждающую обмотку 2, а другая - измерительную 4, при этом один из концов каждой дополнительной обмотки 20 и 21 подключается к зазем лителю 22. Устройство работает следуилдим образом. Феррозонд помещается в магнитное поле, параметры которого, например магнитную индукцию, необходимо измерить , Далее Лерромагндтньтй сердечник 1 возбужда:ют (перёмагничивают) магнитным полем, создаваемым током, протекающим по возбуждающей обмотке 2. Под действием магнитной индукции в измерительной обмотке 4 наводится ЭДС второй гармоники частоты поля возбуждения, амплитуда которой пропорциональна величине измеряемой маг нитной индукции. Затем этот сигнал усиливается, детектируется и подается в компенсационную обмотку 3, где полученный сигнал измеряется, например, с помощью стрелочного прибора. При этом, так как в секциях 5, 7 и 9 обмотки 11, 13 и 15 расположены симметрично относительно центра. 17 сердечника 1 соответственно обмоткам 12, 14 и 16, в секциях 6, 8 и 10, емкостные связи между цепью возбуждения и Концами, измерительной обмотки 4 практически равны, что уменьшает прониквенйе сигналов в измеритель-; ную цепь, т.е. уменьшаются сдвиг нулевого уровня и его нестабильность. Применяя феррозонд с двумя дополнительными однослойными экранирующими обмотками 20 и 21, охватывающими соответственно возбуждающую 2 и измерительную 4 обмотки, когда один из концов каждой дополнительной обмотки 20 и 21 подключается к заземлителю 22, можно уменьшить емкостные связи между цепью возбуждения и концами измерительной обмотки 4 настолько, что полностью исключается сдвиг нулевого уровня и его нестабильность от проникновения ложных сигналов из цепи возбуждения. Формула изобретения 1.Феррозонд, содержащий ферромагнитный сердечник, возбуждающую, компенсационную обмотки и измерительную обмотку, состоящую из четного количества секций с одинаковым числом слоев и витков в слое в каждой секции и выходные клеммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, обмотки секций и выходные клеммы расположены симметрично относительно центра сердечника, начала обмоток двух ближайших к центру секций соединены между собой, а их концы соединены с началами обмоток последующих соседних секций, концы обмоток крайних секций подведены к выходным клеммам феррозонда, при этом направление намотки обмоток секций, расположенных с одной стороны центра, противоположно направлению намотки обмоток секций, ра положенных с другой стороны центра. 2.Феррозонд по п. 1, отлич а ю щ и и с я тем, что он снабжен двумя однослойными заземленными экранирующими обмотками, расположенными так-/,что одна из них охватывает возбуждающую обмотку, а другая - измерителвную. И45ТОЧНИКИ информации, принятчые & внимание при экспертизе 1.Re .Phys Appl, 1975, v.5, p 175. 2.3EEE an.s. on Magn VMAG-9, 1973, № 3, p.227-228.

-е 0/7

г

76

1г ,w

гг

-Sa .г