Устройство для косвенного измерения магнитной индукции Советский патент 1954 года по МПК G01R33/02 

Известные устройства для измерения магнитной индукции, в тем числе устройства для косвенного ее измерения, содержащие обмотку, вводимую в исследуемое магнитное поле и приводимую в колебательное движение Для наведения в ней электродвижущей силы, и электроизмерительный прибор, подключенный к этой обмотке, по габаритам обмотки не могут быть использованы для измерения в небольшом объеме порядка нескольких кубических миллиметров.

С целью уменьшения габаритов обмотки до размеров, позволяющих производить измерение в требующемся объеме (порядка нескольких кубических миллиметров), предлагается .применить пьезокристалл, несущик закрепленную на его гранях обмотку и расположенный между электродами, присоединенными к источнику тока высокой частоты. Колебания пьезокристалл а создают быстрые изменения площади обмотки, пронизываемой исследуемым магнитным потоком.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройетва; на фиг. 2 один из вариантов его конструктивного выполнения.

В устройстве применен пьезоэлектрический кристалл /, например кварц, несущий обмотку 2, витки которой прочно скреплены с колеблющимися плоскостями кристалла. При возбуждении колебаний кристалла с помощью соответствующего высокочастотного электрического .поля, создаваемого электродами , с этой же частотой изменяется и площадь обмотки 2, пронизываемой магнитным потоком, вследствие чего в ее витках возбуждается высокочастотное напряжение, пропорциональное составляющей магнитной индукции, перпендикулярной плоскостям витков, а также амплитуде м частоте колебан ий кристалла.

Для получения максимальной амплитуды кристалла, последний следует возбуждать на его резонансной частоте. Напряжение, возбуждае.ое в обмотке 2, даже при объеме кристалла / в несколько кубических миллиметров, совершенно достаточно для измерения магнитного поля в несколько десяткрв гаус.

Благоприятным фактором является то обстоятельство, что при уменьшении размеров кристалла падает предельно Бозможнан его 976С6

плитуда, огран11- икаемая при резонансе допустимой деформацией кр нсталла, и одновременно в такой же степени растет резонансная частота кристалла, в связи с чем произведение амплитуды колебаний кристалла на частоту этих колебаний остается примерно тем же. Таким образом, напряжение, возбужденное в обмотке, при уменьшении размеров кристалла падает только из-за уменьшения площади и числа витков обмотки.

Обмотка может быть выполнена и.ч тонкой медной прово.локи (диаметром 0,05-0,08 мм), прикрепляемой к граням кварца прочны.м клеем, или, что еще лучше, нанесена непосредственно на грани кварца путем металлизации соответствующих штрихов на этих гранях.

Измерение напряжение на выходе обмотки 2 {порядка 2. ) само по себе не представляет трудностей, в особенности, если учесть, что это напряжение может быть усилено примерно в сто раз в настроенном на резонанс входном контуре лампового вольтметра. Затруднения, однако, могут возникнуть из-за электростатической наводки со стороны электрического поля, возбуждающего колебания кварца.

В варианте устройства, представленном на фиг. 2. обеспечивается возможность уменьшения паразитной наводки.

Здесь кристалл / (кварцевый кубик) помещен в закрывающемся конце 4 латунной трубки 5 малого диаметра. Один из проводов, подводящих напряжение высокой частоты к электродам, возбуждающим колебания кварца, пропущен внутри трубки (провод 6, защищенный изоляцией 7). В качестве второго заземленного провода используется сама латунная трубка 5. Провода, присоединенные к концам обмотки 2, пропущены через небольшие отверстия у закрытого конца 4 трубки. Они должны быть проведены по внешней поверхности трубки J и экранированы таким образом, чтобы емкость между обмоткой и электродом, несущим напряжение высокой частоты, была сведена к. величине, не вносящей существенных искажений в измерение магнитного поля.

Лучшие соотношения между полезным сигналом и паразитной наводкой могут быть получены .при применении в качестве пьезоэлектрического кристалла сегнетовой соли или титаната бария.

Предмет изобретения

1.Устройство для косвенного измерения магнитной индукции, содержащее обмотку, вводимую в исследуемое магнитное поле и приводимую в колебательное движение для наведения в ней электродвижущей силы, и электроизмерительный прибор, подключенный к этой обмотке, отличающееся тем, что, с целью уменьщения габаритов обмотки до размеров, позволяющих производить измерение в объеме порядка нескольких кубических миллиметров, обмотка закреплена на гранях пьезокрист алла, а последний помещен между электродами, к которым присоединен источник тока высокой частоты для возбуждения колебаний пьезокристалла, создающих быстрое изменение площади обмотки, 10(;низываемой магнитным потоком.

2.Устро {ство по п. 1, в котором витки обмотки нанесены непосред.пвенио на грани пьезокриоталла путем металлизации сделанных па .этих гранях штрихов.