Устройство для измерения параметровМАгНиТНОгО пОля Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испояь зовано для измерения параметров магнитного поля (составляющих вектора магнитной индукции, пространственных производных вектора магнитной индукции и т.д.)/ например, в геофизике для проведения магниторазведочных работ/ и медицине для диагностики сер.дечно-сосудистых заболеваний, в промышленности для автоматизации производственных процессов.

Известно устройство, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, тороидальную обмотку возбуждения, размещенную на этом сердечнике, и измерительную обмотку, которая размещена на упомянутом сердечнике в его диаметргшьной плоскости 1.

Недостаток данного устройства заключается в его невысокой точности.

Известно также устройство, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, тароидгшьиую обмотку возбуждения и две измерительные обмотки. Обмотка возбуждения и измерительные обмотки размещены на кольцевом ферромагнитном сердечнике, при

измерительные обмотки размещены на упомянутом кольце диаметрально и си1уп«1етрично относительно центра этого кольца 2 .

Недостатком такого устройства является низкая точность измерения пат раметров магнитного поля.

Цель изобретения - повьашение точности измерения параметров магнит10ного поля.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров магнитного, поля, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник,

15 тороидальную обмотку возбуждения и две измерительные обмотки, снабжено дополнительным кольцевым ферромагнитным сердечником, электростатическим экраном и витком связи, выпол20ненным яз электропроводящего немагнитного материала в виде полого тела, образованного вращением плоского замкнутого контура вокруг осл, расположенной в плоскости контура и

25 непересеканяцейся с ним, при этом обмотка возбуждения размещена на дополнительном кольцевом ферромагнитном сердечнике, а оба сердечника, раз деленные электростатическим экраном,

30 размещены в замкнутой полости витка сгвязи соосно с осью, расположенной в плоскости контура и непересекающей ся с ним. На фиг, ,1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 развез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - ра рез Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит кольцевой фер ромагнитный сердечник 1, две измерительные обмотки 2 и 3, которые размещены на сердечнике 1 диаметрально и симметрично относительно центра этого кольцевого сердечника 1, дополнительный сердечник 4, тороидальную обмотку 5 возбуждения, размещенную на сердечнике 4,виток б связи и электростатический экран 7. СердечНИКИ 1 и 4 размещены в замкнутой полости витка б связи соосно с осью MN и разделены электростатическим экраном 7. Дополнительный кольцевой ферромаг ниткый сердечник 4 с тороидальной обмоткой 5 воз.буждения размещены в полости витка 6 связи (фиг. 2). На фиг. 3 показано размещение кольцевого ферромагнитного сердечника 1 с двумя измерительными обмот ками 2 и 3. Устройство для измерения парамет ров магнитного поля работает следую щим образом. Переменный ток, протекающий по обмотке 5, размещенной на сердечник 4, создает тороидальное переменное магнитное поле, которое наводит электродвижущую силу (ЭДС) в витке б связи. Эта ЭДС вызывает протекание тока в витке б связи, который с протекающим по нему переменным токо создает в,полости этого витка переменное магнитное поле, перемагничивающее сердечник 1. При наличии внешнего постоянного или инфранизкочастотногс магнитного поля в спек ре ЭДС измерительных обмоток 2 и 3 появляется вторая гармоника, пропор циональная значению этого поля. При этом электростатический экран 7 ос лабляет прохождение напряжения втор гармоники, которая всегда присутствует на обмотке 5 возбуждения, чере паразитную емкостную связь между упомянутой обмоткой 5 и измерите1/ьными обмотками 2 и 3, что повышает точность измерения парс1Метров магнитного поля предлагаемым устройств Виток 6 связи, имеющий большую поверхность соприкосновения с окружающей средой, ослабляет нагрев сер дечника 1 со стороны цепи возбужден в которую входят обмотка 5 возбужде ния с кольцевь1м ферромагнитным сердечником 4 и данный виток б связи. Кроме того, между витком б связи с протекающим по нему переменным токо и сердечником 1 имеется зазор, что лучшает отвод тепла от этого серечника, нагрев которого обусловлен отерями в упомянутом сердечнике ри перемагничивании . Ослаблен н,ые епловые воздействия на сердечник 1 беспечивают повышение точности изерения параметров магнитного поля редлагаемым устройством. Низкое омическое сопротивление витка связи, его высокая теплоотдача обеспечивают возможность увеличения амплитуды поля возбуждения, перемагничивающего сердечник 1, что также повышает точность измерения параметров магнитного поля предлагаемым устройством за счет снижения уровня магнитных шумов. Конструкция витка б связи обеспечивает высокую стабильность его постоянной, что, в свою очередь, вызывает повышение точности измерения. Повышение точности измерения постоянных и инфранизкочастотных магнитных полей предлагаемым устройством достигается также тем, что виток б связи одновременно выполняет функцию электромагнитного экрана для измерительной обмотки, эффективность экранирования которой возрастает с повышением частоты электромагнитного поля. Формула изобретения Устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, тороидальную обмотку возбуждения и две измерительные обмотки, о .т л и ч а ю- . щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным кольцевым ферромагнитным сердечником, электростатическим экраном и витком св.язи, выполненным из электропроводящего немагнитного материала в виде полого тела, образованного вращением плоского замкнутого контура вокруг оси, расположенной в плоскости контура и непересекающейся с ним, при этом обмотка возбуждения размещена на дополнительном кольцевом ферромагнитном сердечнике, а оба сердечника, разделенные электростатическим экраном, размещены в замкнутой полости витка связи соосно с осью, расположенной в плоскости контура и непересекающейся с ним. Источники информации, принятые ао внимание при экспертизе 1.Патент США № 3421074, кл. 32442, 1970. 2.Гейгер В. магнитометр с насыщенным тороидальным сердечником. Электроника. М., Мир, 1962, т. 25, № 22, С. 29-35.

И /

фиг. 1