Магнитомодуляционный датчик Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к магнитным измерениям, предназначено для преобразования слабого переменного и постоянного магнитных полей в электрический сигнал и может использоваться в геофизике, связи, для измерения магнитных полей и в других областях науки и техники.

Известен магнитомодуляционный ферритовый датчик: с ортогональным локаль-jo ным возбуждением l J,содержащий цилиндрическое ферритовое кольцо с обмоткой возбуждения и два соосных феррито-i вых стержня с расположенными на них приемными обмотками. В этом датчике .с 15 целью устранения трансформаторной связи между приемными обмотками и обмоткой возбуждения, а также снижения необходимой мощности возбуждения, ось феррит.овых стержне параллельна оси симметрии ферритового кольца и пересекает его в области выполненного в нем сквозного прямоугольного выреза, заполненного диэлектриком.

Основным недостатком рассматриваемого устройства является шум Баркгаузена, вызванный взаимодействием в модуляторе параллельных полей возбужде-. . ния и сигнала, снижакндий чувствительность датчика в области низких и инфранизких частот.

Наиболее близок к предлагаемому магнитомодуляционный датчик 2 ,содержащий ферритовое кольцо со сквозными цилиндрическими отверстиями и обмоткой возбуждения, а также магнитосвязанные через кольцо ферритовые стержни с измерительными обмотками. Контактные части стержней выполнены в . виде полуколец и расположены по обе стороны кольца перпендикулярно к его торцовым поверхностям в области сквозных цилиндрических отверстий: при этом ось стержней совпадает с осью кольца.

Образующая цилиндрических отверстий в ферритовом кольце модулятора параллельна торцовым поверхностям кольца. Это приводит к искажению магнитных силовых ЛИНИЙ сигнала таким образом, что они оказываются параллельными маг нитным силовым линиям тока возбуждения модулятора. Таким образом, устрой во является ферритовым параметрически усилителем с параллельными магнитными полями сигнала и возбуждения с присущим такого рода устройствам шумом Баркгаузена. С целью уменьшения собственных шумов, в магнитомодуляционном датчике, содержащем ферритовое кольцо со сквоз ными цилиндрическими отверстиями и обмоткой возбуждения, а также ферритозые стержни с измерительными обмотками контактирующие с кольцом в обла ти сквозных цилиндрических отверстий частями, выполненными в виде полуколе и расположенные сиьотетрично по обе сторо ны кольца, перпендикулярно его торцовым поверхностям. При зтом ось стержней сов.падает с осью кольца, образзпощие скво ных цилиндрических отверстий ориентированы параллельно оси стержней. На чертеже приведена конструкция магнитомодуляционного датчика. Магнитомодуляционный датчик содержит ферритовое кольцо 1 с обмоткой возбуждения 2,.а также два ферритовых стержня 3, 4 с измерительными обмотками 5, 6. Ферритовые стержни 3, 4 контактируют с кольцом с помощью ферритовых полуколец 7, 8 расположенных симметрично по обе стороны кольца перпендикулярно его торцовым поверхностям. Оси стержней 3, 4 совпадают с осью кольца, а оси сквозных цилиндрических осей 9, 10 паратшельны осям стержней 3 4. Работает Магнитомодуляционный датчик следующим образом. Под влиянием тока перемагничивания в обмотке возбуждения 2 кольца 1 пере ьычки кольца, образовавшиеся в резуль тате вьшолнения в нем сквозных отверстий 9, 10, перемагничиваются до насыщения и прерывают.магнитную цепь стержней 3, 4, контактирующих с кольцом с помощью полуколец 7, 8, по периодическому закону, содержащему четные гармоники частоты возбуждения. Магнитное поле сигнала взаимодействует с магнитным полем возбуждения в кольЦ.е, в результате чего под действием сигнала в измерительных обмоткйх 5 i 6 возникает ЭДС чётных гармоник частоты возбуждения, модулированная частотой регистрируемого магнитного поля. Сквозные цилиндрические отверстия 9, 10 в кольце 1 в области магнитного контакта стержней 3, 4 с модулятором позволяют снизить необходимую мощность возбуждения, так как до насьш1ения доводятся только тонкие перемычки кольца образовавшиеся в результате выполнения в нем отверстий. Ориентирование образующих сквозных отверстий в кольце в области магнитного контакта стержней 3, 4 с кольцом параллельно оси стержней, совпадающей с осью кольца, приводит к ортогональному взаимодействию магнитных полей сигнала и возбуждения в кольце что исключает трансформированную связь между витками измерительных обмоток 5, 6 и обмотки возбуждения 2 и позволяет снизить шум Баркгаузена, а следовательно, повысить чувствительность датчика в области низких иинфранизких частот. В предложенном датчике ортогональны не только плоскости витков обмоток возбуждения и сигнальных, но и магнитные потоки сигнааа и возбуждения, что в конечном итоге приводит к увеличению чувствительности датчика. Формула изобретения Магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовое кольцо со сквозныьм цилиндрическими отверстиями и обмоткой возбуждения, а также ферритовые стержни с измерительными обмотками, контактирующие с кольцом в области сквозных цилиндрических отверстий частями, выполненными в виде полуколец, .и расположенные симметрично по обе стороны кольца, перпендикулярно его торцовым поверхностям, при этом ось стержней совпадает с осью кольца, отличающийся тем, что, с целью уменьшения собственных шумов, образуюцие сквозных цилиндрических отверстий ориентированы параллельно оси стержней. , Источники информации, принятые во внимание при зксйертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 483635, кп. G О R 33/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 468201, кл. G 01 R 33/00, 1975 (прототип).