Кольцевой феррозонд Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

(3) КОЛЬЦЕВОЙ ФЕРРОЗОНД

1

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано в технике измерения магнитных полей с помощью индукционных преобразователей-феррозондов, в частности в магнитометрах, магнитных компасах и курсовых системах.

Известен феррозонд, содержащий сердечник с обмоткой возбуждения, две сигнальные обмотки, диаметрально охватывающие сердечник, одна из сигнальных обмоток выполнена поворотной, снабжена поворотным центрирующим и фиксирующим элементом, который выполнен в виде двух симметрично расположенных относительно плоскости тороидального сердечника вкладышей с цапфами, входящими в центрирующие отверстия подвижной сигнальной обмотки СОНедостаток известной конструкции состоит в том, что вкладыши с цапфами, размещеннь:е между внутренней и

наружной катушками кольцевого феррозонда, увеличивают его габариты и приводят к существенной разнице в геометрических размерах катушек и в расстояниях от сигнальных обмоток до сердечника феррозонда, поэтому при одинаковом числе витков сигнальных обмоток, их активные и индуктивные сопротивления, а также чувствительности оказываются существенно

10 различными. При использовании кольце« вого феррозонда в качестве чувствительного элемента магнитного компаса его сигнальные обмотки часто непосредственно соединяются с сигналь15ными обмотками вращающегося трансформатора, входящего в усилительнопреобразовательный блок компаса. При этом неравенство активного и индук20тивного сопротивлений и чувствительности приводит к повышенной погрешности компаса.

При выравнивании чувствительности сигнальных обмоток кольцевого 39 феррозонда за счет числа витков обмоток неравенство активных и индуктивных сопротивлений еще больше уве личивается. Цель изобретения - повышение том ности. Указанная цель достигается тем, что а кольцевом феррозонде, содержа 1дем сердечник с обмоткой возбуждения, две катушки, одна из которых выполнена подвижной, центрирующий элемент и две взаимно перпендикуляр ные сигнальнь)е обмотки, диаметрально охватывающие сердечник, неподвиж ная катушка выполнена в виде шайбы с сегментными срезами, параллельными внутренней обмотке с пазами под сигнальные обмотки, центрирующий элемент выполнен в виде центрового цилиндрического выступа неподвижной катушки, подвижная катушка выполнен в виде конусообразной шайбы на цилиндрическом основании с двумя Г-об разными выступами, симметричными от носительно сигнальной обмотки неподвижной катушки, пазами под сигнальные обмотки и центральным отвер тием под цилиндрический выступ неподвижной катушки. На фиг. 1 изображен феррозонд, разрез по плоскости сигнальной обмотки неподвижной катушкиi на фиг. 2 - то же, разрез по плоскости сигнальной обмотки подвижной катушки; на фиг. 3 то же, вид сверху. Кольцевой феррозонд содержит кольцевой сердечник 1, неподвижную катушку 2 и поворотную катушку 3. Сердечник 1 с обмоткой возбуждения А располагается в кольцевой выточке неподвижной катушки 2. Неподвижная катушка 2 выполнена в виде шайбы с сегментными срезами с двух сторон. В центре катушки 2 имеется цилиндрический выступ 5. На поверхности катушки 2 и выступа 3 параллельно сегментным срезам имеет ся прямоугольный паз 6 для размещения внутренней сигнальной обмотки 7 На нижней плоскости катушки 2 перпендикулярно сегментным срезам имеется второй паз 8, через который проходит сигнальная обмотка 9 подви ной катушки 3. Катушка 3 выполнена в виде конус образной шайбы на цилиндрическом ос новании с центральным цилиндрическим отверстием 10 и двумя Г-образны ми выступами 11, расположенными диаме.трально противоположно. На конической поверхности и Г-образных выступах катушки 3 имеется прямоугольный паз 12 для размещения наружной сигнальной обмотки 9. На верхней плоскости катушки, перпендикулярно пазу 12, имеется второй паз 13, через который проходит сигнальная обмотка 7 неподвижной катушки 2. Ширина пазов 8 и 13 больше, чем ширина пазов 6 и 12,и находятся они на разном расстоянии от центра феррозонда, поэтому располагающиеся в пазах 6 и 12 и пересекающиеся под прямым углом сигнальные обмотки 7 и 9 не касаются друг друга и не мешают повороту катушки 3 на небольшой угол (10-15 ) при регулировке феррозонда , На катушках имеются штыри 14 для подключения выводов от обмоток сигнальных и возбуждения, а также отверстий 15 для крепления феррозонда в приборе. Соединение катушек между собой и их центрирование осуществляется с помощью выступа 5 катушки 2 и отверстия 10 катушки 3 так, что Г-образные выступы катушки 3 располагаются параллельно сегментным срезам катушки 2, при этом сигнальные обмотки 7 и 9 оказываются расположенными под углом друг к другу, причем точная установка этого положения осуществляется за счет разворота катушки 3. Феррозонд работает следующим образом. Обмотка возбуждения феррозонда подключается к источнику питания переменного тока повышенной частоты, а.сигнальные обмотки - внутренняя 7 и наружная 9 кпотребителю (и первичным обмоткам вращающегося трансформатора, не показан). Под воздействием магнитного поля Земли в сигнальных обмотках индуцируются ЭДС, пропорциональные чувствительности обмоток и величинам проекции вектора напряженности горизонтальной составляющей магнитного поля Земли Н на оси чувствительности сигнальных обмоток. При равенстве активных и индуктивных сопротивлений и чувствительности внутренней 7 и наружной 9 сигнальных обмоток феррозонда магнитные потоки первичных обмоток вращающегося трансформатора образуют общий магнитный поток, пропорциональный величине т г -в где и UB напряжение наружной сигнальной обмотки 9, напряжение внутренней сиг нельмой обмотки 7. Напряжения, индуктируемые при этом на вторичных обмотках вращающегося трансформатора, поступают на усилительно-преобразовательное устройство для определения курса объекта и величины вектора Н, Для установки взаимной перпендикулярности магнитных осей сигнальных обмоток феррозонд устанавливают на стол поворотной платформы, которую помещают во внешнее однородное постоянное магнитное поле (не показано), В обмотку возбуждения Ц подают напряжение возбуждения от гене ратора переменного тока. Магнитную ось внутренней обмотки 7 устанавливают по направлению, перпендикулярному к направлению вектора внешнего поля, затем стол платформы разворачивают на 90 и специальным внешним устройством разворачивают поворотную катушку 3 до получения минималь ного сигнала наружной обмотки 9. Предлагаемое устройство по сравн нию с известным позволяет значитель 56 но уменьшить габариты феррозонда (приблизительно в 2 раза) и повысить его точность, Оормула изобретения Кольцевой феррозонд, содержащий сердечник с обмоткой возбуждения, две катушки, одна из которых выполнена подвижной, центрирующий эле-, мент и две взаимно перпендикулярные сигнальные обмотки, диаметрально охватывающие сердечник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, неподвижная катушка выполнена в виде шайбы с сегментными срезами, параллельными внутренней обмотке, и с пазами- под сигнальные обмотки, центрирующий элемент выполнен в виде центрового цилиндричес кого выступа неподвижной катушки, а подвижная катушка выполнена в виде конусообразной шабйы на цилиндрическом основании с двумя Г.-образными выступами, симметричными относительно сигнальной обмотки неподвижной катушки, пазами под сигнальные обмотки и центральным отверстием под цилиндрический выступ неподвижной катушки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №596896, кл. С 01 R 33/02, 08.10.76.

1

10

Фиг.З