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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

I

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для изме рения параметров магнитного поля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее сердечник в виде кольцевого каркасаподложки из тугоплавкого немагнитного сплава. Температурный коэффициент линейного расширения материала каркаса-подложки выбран близким к коэффициенту материала пермаллоя. На каркасе-подложке с внешней стороны выполнен паз, в котором размещены несколько слоев пермаллоевой ленты, концы которой закреплены. Сердечник устройства охвачен тороидальной обмоткой возбуждения, а также измерительной н компенсационными обмотками 1.

Недостатком известного устройства является то, что паз, в котором размещаются слои пермаллоевой ленты, расположен с, внешней стороны каркаса-подложки. Концы пермаллоевой ленты необходимо закреплять. Закрепление концов пермаллоевой ленты осушествляется в основном путем сварки, что приводит к появлению дефектов и внутре 1Ш1Х напряжений в объеме ленты и, в свою очередь, к уБеличе1Шю уровня щумов, снижающих точность измерений. Кроме того, процессы намот5 ки и сварки усложняют технологию изготовления сердеч1шков.

Другим недостатком известного устройства является то, что пермаллоевая лента находится ближе к наружным сторонам витков то роидальной обмотки возбуждения, которые расположены более неравномерно, чем .внутренние стороны витков. Следовательно, лента находится в области большей неоднородности поля возбуждения, что также приводит к

5 увеличению уровня щумов и снижению точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Эта цель достигаете за счет того, что в

устройстве для измерения параметров магнитного поля, содержащем сердечник в виде кольцевого каркаса-подложки из немапштного материала, в пазу которого размещены не38сколько слоев цермаллоевой лбнты, возбуждающую, иэме(жтепы1ую и комленсационные обмотки, охватьтакмцие сердечник, паз вьшолнен с внутренней стороны каркаса подпожкн, верхннй слой пермаллоевой ленты сопрнкасается с внутренней поверхностью паза, а слои, размещенные в пазу, прилегают друг к . На фнг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 сердечник, общий вид. Устройство содержит сердечник 1, выполненный в виде кольцевого каркаса-подложки 2, в пазу которого размещены несколько слоев 3-5 пермаллоевой ленты и три обмотюъ обмотку 6 возбуждения, измерительную обмотку 7 и компенсацнонную обмотку 8, охватывающие сердечник 1. При этом паз вьшолнен с внутренней стороны каркаса-подложки 2, а слои 3-5 пермаллоевой ленты уложены в него так, что верхний слой 3 ленты плотно соприкасается с внутренней поверхностью паза, а слои 3-5, размещенные в пазу, прилегают друг к другу. Устройство работает следующим образом. Сердечник 1, состоящий из каркаса-подложки 2 в пазу которого уложены три слоя 3-5 пермаллоевой ленты, намагничивается магнитным полем, создаваемым током, протекающим по обмотке 6 возбуждения. Под действием измеряемого магнитного поля в измерительной обмотке 7 возникает ЭДС второй гармсжики частоты поля возбуждения. Амплитуда этой ЭДС пропорциональна величине индукции измеряемого поля. Далее (жгнал преобразуется и передается в компенсационную обмотку 8. Ввиду того, что паз выполнен с внутренней стороны каркаса-подложки 2, пермаллоевая лента, свернутая в несколько слоев, под дейст вием упругих сил прижимается к внутренней поверхности паза. Поэтсилу необходимость в закреплении концов пермаллоевой ленты путем сварки в данном устройствеотпадает. Следовательно, исключаются дефекты и внутренние иапряжения в пермаллоевой ленте. что приводит к уменьшению уровня шумов, в результате чего повыщается точность измерений. Кроме того, под действием упругих напряжений верхний слой ленты, плотно соприкасается с внутренней поверхностью паза, а слои, размещенные в пазу, прилегают друг к другу. Такая конструкция сердечника обеспечивает его устойчивость при термообработке при высоких температурах (для пермаллоевых сплавов до 1100 С) и сохраняет высокие магиитные свойства сердечника, в том числе иизкий уроЬень щумов. Точность измерений повыщается также за счет того, что слои пермаллоевой ленты находятся вблизи внутренией стороны витков обмотки возбуждения, где поле ; возбуждения более однородно. Лабораторные испытания макетов устройства показали, что по сравнению с известными они обладают в 3-5 раз более высокой точиостью измерения за счет умеиьщения уровня щумов. При зтом упрощена технология изготовления устройства за счет исключения процессов намотки ленты и закрепления ковдов ленты. Формула изобретения Устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее сердечник в виде кольцевого каркаса-подложки из немагнитного материала, в пазу которого размещено несколько слоев пермаллоевой ленты, возбуждающую, измерительную и компенсационную обмотку, рхватьшающие сердечник, отличающее-с я тем, что, с целью повьпцения точности измерений, паз вьшолнен с внутренней стороны каркаса-подложки, верхний слой пермаллоевой ленты соприкасается с внутренней поверхностью паза, а слои, размещенные в пазу, прилегают друг к другу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Dyal Р., Gordon D. I, IEEE Trans, of Magn, Map. 9, № 3, pp. 226-231, 1973.