Способ измерения напряженности магнитного поля Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к контрольн измерительной технике и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля электромагнитов, соленоидов и других источников поля. Известен способ измерения напряженности магнитного поля, основанный на использовании феррозондовых преоб разователей с продольным и попереч ным возбуждением. По этому способу феррозонд устанавливают в измеряемое магнитное поле, ориентируют его либо параллельно направлению этого поля, либо вдоль одной из его составляющих пропускают через феррозонд возбуждаю щий и подмагничивающий электрические токи и измеряют ЭДС на выходе феррозонда, по значению которой судят о величине напряженности магнитного поля tl Недостатком известного способа является малый диапазон измерений. Цель изобретения - расширение динамического диапазона .измерений напряженности магнитного поля. Для достижения указанной цели в способе измерения напряженности магнитного поля, включающем определение ЭДС на выходе .феррозонда,через который пропускают возбуждающий и подмагничивающие токи, ориентируют феррозонд перпендикулярно направлению измеряемого магнитного поля, а величину напряженности магнитного поля определяют по разности ЭДС, полученных в отсутствии и при наличии измеряемого магнитного поля. На фиг. 1 схематически изображено устройство, реализующее предлагаемый способ} на фиг. 2 - график зависимости показаний устройства, содер жащего феррозонд с поперечным возбуждением, от напряженности измеряемого магнитного поля. Способ осуществляется следующим образом. Пропускают по сердечнику феррозонда переменный синусоидальный ток, а по обмотке подмагничивания - постоянный ток. На выходе измерительной обмотки феррозонда измеряют ЭДС сиг.нала. Устанавливают феррозонд в измеряемое магнитное поле и ориентируют осью сердечника перпендикулярно направлению измеряемого магнитного поля. Измеряют ЭДС на выходе измерительной обмотки, определяют разность двух ЭДС при наличии и при отсутствии перпендикулярного магнитного поля и по величине разности судят о ве личине напряженности измеряемого .магнитного поля. Устройство, реализующее пред-лагаемый способ, содержит феррозонд (фиг. 1)j который входом соединен с источниками переменного 2 и постоянного 3 электрического тока, а выходом - с детектором через избирательный усилитель 5 блок 6 вычитани соединенный одним входом с выходом детектора 4 и другим - с источником 3 постоянного тока- через регулятор 7 тока, а выходом - с индикатором 8, Устройство работает следующим образом. В отсутствие измеряемого магнитного лоля и при включенных возбуждаю щем от источника 2 (фиг, 1)и подмагн чивающем от источника 3 электрически токах на выходе феррозонда 1 появляется ЭДС Е, пропорциональная величи не подмагничивающего тока, которая после усиления усилителем 5 поступает на детектор 4, Таким образом, на один из входов блока 6 вычитаний пос тупает постоянный сигнал KEv Поскол ку измеряемое магнитное поле в данном случае отсутствует то с целью приведения показаний индикатора 8 к нулю на другой вход блока 6 вычита ния подают от источника 3 через регулятор 7 сигнал, равный Феррозонд t устанавливают в измеряемое магнитное поле и ориентируют продольной осью перпендикулярно нап равлению этого поля. Одним из критериев перпендикулярности продольной оси феррозонда 1 к направлению измеряемого магнитного поля мсвкет служить минимум ЭДС на выходе феррозонда 1 при выключенном подмагничивающем токе, для чего достаточно выключить источник 3 и определить положение перпендикулярности по минимуму показаний индикатора 8, 84 После установления перпендикулярности феррозонда 1 к направлению измеряемого магнитного поля включают источник 3, т.е. подмагничивающий ток, через феррозонд 1, что приводит к появлению 9ДС Е. на выходе феррозонда 1. Значение ЭДС Е меньше значения Е, так как феррозонд 1 , намагниченный подмагничивающим током вдоль продольной оси, перемагничивается измеряемым магнитным полем в перпендикулярном направлении Так как размагничивающий фактор сердечника феррозонда в перпендикулярном направлении значительно больше, чем в продольном, то и измеряемоема1- нитное поле должно быть значительно больше подмагничивающего. Для феррозонда с поперечным возбуждением зависимость Е от напряженности измеряемого магнитного поля изображена кривой а на фиг. 2. После усиления усилителем 5 (фиг. 1) и детектирования в детекторе на вход блока 6 вычитания поступает сигнал КЕ, который вычитается из сигнала КЕ, поступающего на второй вход от источника 3 через регулятор 7. Таким образом, с блока 6 вычитания на индикатор 8 поступает сигнал () пропорциональный напряженности измеряемого магнитного поля. Эта зависимость представлена кривой б на фиг. 2. Описанным устройством, реализующим предлагаемый способ, можно произво- дить измерение напряженности магнитного поля в диапазоне до ЙИО А/м что, по сравнению с известным способом, расширяет динамический диапазон в сторону сильных магнитных полей более чем,на порядок. Положительный эффект достигается ориентировкой феррозонда перпендикулярно направлению измеряемого магнитного поля. Формула изобретения Способ измерения напряженности магнитного поля, включающий определение ЭДС на выходе феррозонда, через который пропускают возбуждающий и подмагничивающий токи, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, ориентируют феррозонд перпендикулярно направлению измеряемого магнитного поля. 5 а величину напряженности магнитного поля определяют по разности ЭДС, полученных в отсутствие и при наличии измеряемого магнитного поля.

фигЛ 8859386 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Афанасьев Ю.В. Феррозонды. Л., Энергия, 19б9| с.5-12.