Дифференциальный феррозонд Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФЕРРОЗОНП

-1 : Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения .напряженности магнитного поля. Известны дифференциальные феррозонд содержащие два одинаковых сердечника. из ферромагнетика в виде двух стержней, расположенных в пространстве параллель но друг другу. Феррозонды снабжены обмотками возбуждения и общей измерительной обмоткой, охватывающей оба стержня, причем обмотки возбуждения каждого из сердечников включены последовательно и встречно ij. Однако иэ-за неидентичности сердечников полностью скомпенсировать ЭДС, наводимую переме ным полем возбуждения, не удается. В результате на выходе феррозонда в отсутствие измеряемого поля появляется сигнал втсрой гармоники в виде помехи. Этот недостаток проявляется тем сильне чем меньще размеры феррозонда и выше частота возбуждения и приводит к снижению точности и ухудшению чувств гель.i ности. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является феррозонд, содержащий два параллельно расположенных ферромагнитных сердечника, возбуждающую и измерительную обмотки, щзичем возбуждающая обмотка выполнена в виде четьфех секций, установленных nonaipHo на концах стержней сердечника,, каждая пара секций и сами пары включены между собой последовательно встречно, и кзмерительная обмотка выполнена из двух секций, размещенных в це; тре на двух стержнях и включенных последовательно и согласно, а все секции возбуждающей и измерительной обмоток размещены на сердечниках соосно и симметрично от носйтельно нх концов 2. Однако известный феррозонд имеет недостаточную точность, так как возбуждение, на первой гармонике осуществляет ся с помощью сосредоточенных обмоток. т.е. веидфнтвчвость сердечников окаавва ется и в этом случае. Целью вэобретеввя является Еювышеа точности взмереввя. Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном феррозонде, содв жащем два паралаельно расшшоженЕоых ферромагнитных сердечника, возбуяишющую и измерительную обмотки, расположенные на сердечниках симметрично относительно юс концов, возбуждающая обмотка вь|долнена в воде одной расп|1еделенной секции, одновременно охватывающей оба сердечника в противополож1шх направлениях в форме восьмерок, а измерительная обмотка охватывает оба сердечника и расположена сверху обмо ки возбркдения. На фиг. 1 представлена схема феррозонда; на фиг. 2 - принцип действия и эквивалентная схема. Дифференциальный феррозонд (фиг, i) содержит два сердечника 1 и 2, возбуждающую обмотку 3, измерительную обмотку 4, вход 5 и вьисод 6. Сердечники 1 и 2 могут бьггь выполнены в виде пер маллоевых стержней, размещенных в кон тейнере, либо в виде тонкой магнитной пленки, нанесенной на немагнитную основу, в процессе напыления или иным способом. Вогзбуждающая обмотка 3 охватывает сердечники 1 и 2 в виде восьмерок образуя распределенные в пространстве обмотки с противоположным направлением навквки. Измерительная обмотка 4 охватывает оба стержня с обмоткой возбуАдё ния. На вход 5 подается питание частотой , на выходе 6 снимается-полеэный сигнал частотой 24 . Форрозонд работает следующим образом. В каждом из сердечников 1 и 2. созд ется магнитный поток Ф в. виде замкну тых контуров, обусловленных конфигураци ей секций обмоток в виде восьмерок (фиг. 2). Каждая из восьмерок создает замкнутый контур магнитного потока, что можно отразить эквивалентной схемой, состоящей из двух резисторов 7 и 8 и двух резисторов 9 и Id Сохфотивления резисторов 7 и 8 отражают влияние материала сердечника, а 9 и 1О сопротивление магнитному потоку немаг нитньцс промежутков. Свойства материалакаждого из сердечников могут повлиять люиь на величину магнитного потока в каждом вз элементарных контуров. А так.как эти контуры всегда замкнуты и взаимодействуют друг с другом, в ре- зультате в каждом из магнитных сердечников создаются результирующие потоки, равные по величине и противополож1а 1е по на1фавлещ1Ю в любой момент времени. В результате при отсутствии внешнего измеряемсвФ поля, сигнал на выходе 6 отсутствует. При подмагничивашш сердечников на выходе появляется сигнал второй гармоники, т.е.. таким вьшолнением обмотки возбуждения исключается влияние веидентичности сердечников на хфоцесс балансировки, достигается полная компенсация первой гармоники. Указанное вьшолненне дифференциального феррозонда повьоиает точность измерения. Повышение точности измерения достигается за счет устранения невдентич- ности сердечников и осуществления практически полной компенсации первой r jМОНИКИ. Положительный эффект от применения дифференциального феррозонда состоит в уменьшении погрешности измерения, возможности применения мшгиатюрных и микроминиатюрных зондов для измерения нагряженности магнитного поля, исследований магнитных рельефов в разнообразНЬ1Х технологических процессах, а также в упрощении технологии изготовления миниатюрных датчиков. Формула изобретения Дифференциальный феррозонд, содержащий два параллельно расположенных ферро магнитных сердечника, возбуждающую и измерительную обмотки, расположенные на сердечниках симметрично относительно их КО1ЩОВ, отличиающийся тем, что, с целью повьпцендя точности измерения, возбуждающая обмотка вьшолнена в виде одной распределенной секции, одновременно охватывающей оба сердечника в 1фагивоположНых направлениях в форме восьмерок, а измерительная обмотка охватывает оба сердечника и расположена сверху обмотки возбуждения. Источники информации, Щ)инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сввдетельстВо СССР NI 561915, кл. G 01 R 33/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР N9 424092, кл. Q 01 R 33/02, 1972.