Устройство для измерения магнитного поля Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ 1-1АГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерени постоянных и переменных магнитных полей. Известно устройство, содержащее чувствительный элемент в виде пьезо кварцевой пластины с электродами, подключенными к автогенератору, и ферромагнитный стержень, который по воляет измерять величину магнитного поля L1. Такое устройство не позволяет достаточно точно измерять напряженность магнитного поля. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее пьезопластин соединенные с ферромагнитным стержнем, отсчетное устройство, позволяю щее измерять напряженность магнитного поля С2. Недостатками этого устройства яв ляется то, что оно не позволяет достаточно точно измерять .величину магнитного поля, и низкая добротно колебаний в ферромагнитном стержне Цель изобретения - повышение то ности измерения магнитного поля. Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения магнитного поля, содержащее ферромагнитный стержень, корпус с двумя пьезопластинами, отсчетнре устройство, подключенное к двум.--усилителям, в цепи положительных обратных связей которых включены пьезопластины, дополнительно введен немагнитный, заполненный жидкостью цилиндр с двумя дополнительньтми пьезопластинами в основаниях, одна из которых подключена ко входу первого усилителя, а другая соединена с выходом второго усилителя, немагнитный цилиндр снабжен расположенным внутри него ферромагнитным пустотелым цилиндрическим стержнем с отверстиями в образующей поверхности, одним своим торцом прикрепленный к нижнему основанию немагнитного цилиндра, а другим торцом соединенный с корпусом, при этом пьезопластины корпуса образуют с двумя дополнительными пьезопластинами оснований немагнитного цилиндра резонансные камеры. На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения магнитного поля.

Схема содержит пьезопластины 1 (дополнительные), пьезопластины 2, резонансные камеры 3 и 4, ферромагнитный стержень 5, отверстия 6, корпус 7, немагнитный цилиндр 8, жидкость 9, отсчетное устройство 10, усилители 11 и 12.

Пьезопластины 1 (дополнительные) и пьезопластины 2 образуют резонансные камеры 3 и 4. На ферромагнитном стер) 5 с отверстиями б на торце закреплен корпус 7, а другой торец стержня закреплен к основанию нитного цилиндра 8, заполненного жидкостью 9. Отсчетное устройство 10 подключено к усилителям 11 и 12, в цепи положительных обратных связей которых включены пьезопластины 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении усилителей 11 и 12 между пьезопластинами 1 (дополнительными) и пьезопластинами 2 в резонансных камерах 3 и 4, заполненных жидкостью 9, диаметр которых 5-50 мм, а длина 0,1-100 мм, возникает акустический резонанс. Частота этого резонанса определяется собственными резонансными частотами пьезопластин, расстоянием между ними и акустическими параметрами жидкости. При внесении устройства в магнитное, поле, которое беспрепятственно проходит через стенки немагнитного цилиндра 8, изменяется длина ферромагнитного стержня 5 и изменяется расстояние между пьезопластинами 1 (дополнительными) и 2. При уменьшении длины ферромагнитного стержня 5 расстояние между пьезопластинами 1 и 2 в резонансной камере 4 уменьшается, т.е. частота автогенерации в усилителе 12 возрастает, а в резонансной камере 3 частота автогенерации в усилителе 11 уменьшается. Разница этих частот пересчитывается на отсчетном устройстве 10 в единицы напряженности магнитного поля. Расстояние в резонансных камерах 3 и 4 между пьезопластинами выбирается одинаковым, а жидкость 9 выбирается с нулевым температурным коэффициентом изменения скорости ультразвука так, чтобы в начальных условиях без магнитного поля частоты автогенерации в усилителях 11 и 12 были также одинаковы. Это позволяет скомпенсировать нестабильность работы устройства при изменении температуры и давления окружающей среды, что приводит к повышению точности измерения величины магнитного поля.

Отверстия 6 в стенках ферромагнитного стержня 5 позволяют выравнивать температуру и давление в резонансных камерах 3 и 4, что ведет к повышению точности отсчета.

Предлагаемое устройство для измерения магнитного поля позволяет измерять напряженность магнитного поля в диапазоне от 0,1 до 10 Э при 5 частотах от О до 200 кГц с точностью не менее 0,1 Э.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитного поля, содержащее ферромагнитный стержень, корпус с двумя пьезопластинами, отсчетное устройство, подключенное к двум усилителям, в цепи положительных обратных связей которых включены пьезопластины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения магнитного

поля, в. него дополнительно введен немагнитный, заполненный жидкостью цилиндр с двумя дополнительными пьезопластинами в основаниях, одна из которых подключена ко входу первого усилителя, а другая соединена с выходом второго усилителя, немагнитный цилиндр снабжен расположенным внутри него ферромагнитным пустотелым цилиндрическим стержнем с отверстиями в образующей поверхности, одним своим торцом прикрепленный к нижнему основанию немагнитного цилиндра, а другим торцом соединенный с корпусом, при этом пьезопластины корпуса образуют с двумя дополнительными

пьезопластинами оснований немагнитного цилиндра резонансные камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США 3564402, кл. 324-43, 1971.