Многооборотный бесконтактный потен-циОМЕТР Советский патент 1981 года по МПК G01R17/20 

(54) МНОГООБОРОТНЬЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств компенсационного типа для измерения постоянного тока. Известны многооборотные бесконтак ные потенциометры, содержащие неподвижный магнитопровод, который охвачен витками неподвижных обмоток, и центральный подвижный магнитопровод с ферромагнитным диском и обмотками на центральной части l j. . Однако они обладают узким диапазо ном измерения. Известен также многооборотный бес контактный потенциометр, который содержит цилиндрический неподвижный ма нитопровод с расположенной на нем из «ерительной обмоткой, центральный ма нитопроаод с компенсирующей обмоткой и дополнительные обмотки, попарно ра мещенные в отверстиях крайних стержней неподвижного магнитопровода, соединенные по мостовой схеме 2. Однако такое устройство характеризуется недостаточной чувствительностью в области малых токов и низкой помехоустойчивостью от внешних воздействий. Наиболее близким к предлагаемому является многооборотный бесконтактный потенцио етр, где в качестве нульиндикатора, используется элемент Холла СЭХ ), позволяющий измерять компенсационным методом постоянные токи З. Недостатки этого потенциометра за-. ключаются в нестабильности параметров ЭХ от температзФы и от внешних магнитных полей, нелинейности статических характеристик и невысокой точности измерения. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений в области малых токов . Указанная цель достигается тем, что в известном многооборотном бесконтактном потенциометре, содержащем две секции магнитных систем с неподвижг

ными измерительными и подвижными компенсирующими обмотками, магнитопро.- ( водами и нуль-индикаторами, каждая секция магнитных систем снабжена дополнительными подмагничивакщими обмотками, а в качестве нуль-индикатора использованы преобразователи ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

На фиг. 1 изображена конс.труктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - электрическая схема устройства,.

Многооборотный бесконтактньй потенциометр с ЯМР состоит из центральрог.о ферромагнитного стержня 1 со спрД ральной винтовой канавкой, двух неподвижных полых ферромагнитных стаканов 2 и 3, закрепленных на изолирующем основании 4 так, чтобы между ними свободно вращался ферромагнитный диск 5. На левой и правой частях потенциометра находится по одной секции входной обмотки 6, подмагничивающей обмотки 7 и подвижной компенсирующей обмотки 8, Перемоточное устройство компенсирующей обмотки содержит изолирзпощий каркас 9 со спиральной винтовой канавкой, установленной во .вращающемся ферромагнитном диске. Синхронное вращение каркаса 9 вокруг своей оси и одновременно вокруг оси 0-0 неподвижного центрйльного ферромагнитного стержня обеспечивают четыре одинаковых шестеренки 10 и два водила 11. Электрические выводы секции компенсирующей обмотки 8, секций обмоток 6 и 7 выведены за пределы стаканов 2 и 3, а левая и правая секции компенсирующей обмотки 8 в каркасе 9 соединены между собой. Преобразователи ЯМР 12 установлены между основаниями польт стаканов 2 и 3 и торцами стержня I при помощи держателя 13. Секции обмотки 6, а также обмотки 8 соединены последовательно и встречно.

Принцип работы многооборотного бесконтактного потенциометра с ЯМР заключается в сравнении магнитных потоков Ф и Ф ц,создаваемых измеряемыми и компенсирующими ампервитками f и T-I/ в магнитной системе потенциометра.

Измерительные обмотки 6 с числом витков у подключаются к источнику измеряемого , а компенсирующие обмотки 8.с числом витков V/( - к источнику стабилизированного постоянного тока tlw. Подмагничивающие обмотки 7 с числом витков Vi подключаются

«PW

I к стабильному источнику и создают в магнитной системе постоянный магнитный поток b лсоторый при отсутствии измеряемого постоянного тока Оу раздляется поровну между левыми и правым секциями магнитной системы так, как показано пунктиром со стрелками на фиг. 1.

В этом случае на выходе каясдой секции ЯМР появляется сигнал с частотой ff о п о который подается на вход смесителя С (фиг. 2).

Из-за последовательного и встречного включения подмагничивающей обмоки на входе и выходе смесителя резултирующая частота равняется нулю,т.е. fp f д - f. «0.

В зтом с лучае F} 0. Так как V/H W , 1-00(1 О, где fl - число одновременно навиваемых витков компенсирукшщх обмоток.

При подаче измеряемого постоянного тока Зх S обмотку у в секциях магнитной системы создаются магнитные потоки Фзд,(Фх - Ф). Поток в левой секции вьлчитается из потока подмагничивающЁго поля ФПА.А / Хл) в первой секции поток Ф,(() складывается с потоком подмагничивающего поля j, пп iw) На выходе левого преобразователя ЯМР устанавливается частота f fj,, а на выходе правого - f {о+ +КЛФП В этом случае АФд - Ф и &ФП ф}|, так как Фцд кп°° с° ты $д и j смешиваются в смесителе С, и на его выходе создается напряжение с частотой fр пропорциональное по величине измеряемому току Dj. Частота ip преобразуется в преобразователе ПЧТ в ток, который усиливается усилителем У и подается на реверсивный двигатель РД (фиг. 2), вращающий подвижнзгю часть многооборотного бесконтактного потенциометра на угол oL, при котором выполняются условия равенства магнитных потоков Ф и Ф., т.е. Ф «fcw, что соответствует . В этом случае, учитывая то, что Фх

F ЗхЧ(/ и K 4 получить линейную зависимос ть угла поворота подвижной части потенциометра от измеряемого тока Зу в виде ot Х j vy Отсюда видно, ч1о каждому значению измеряемого тока DK соответствует определенный угол поворота подвижной части потен1шометра.

Формула изобретения

Мнргооборотный бесконтактный по- тенциометр, содержащий две секции магнитных систем с неподвижными измерительными и подвижными компенсирую-. щйми обмотками, магнитопроводами и куль-индикаторами, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений в области малых токов, каждая секция магнитной системы снабжена дополнительными подмагничиваницими обмотками, а в качестве нуль-индикатора использованы преобразователи ядерного магнитного резонанса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2 d, 1954 г.-про№289419, кл. тотип

,Д-АФЛ ./

/ «/в-Уй Р,,

.2

/.