Устройство для исследования магнитного поля

 

№ 116261

Класс 21е, 12

СССР опиоАние изовеатенин ""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О. Д. Елпатьевская, И. А, Матус, В. А. Перчук и А. P. Регель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Заявлено 20 июля 1957 г. за М 579805 в Комитет по делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Известно, что э.д.с. Холла возникает на боковых гранях датчика с током, помещенного в поперечное магнитное поле. Величина этой э.д.с. определяется зависимостью:

Я„=-R /Н 10 — в

1 где: ń— э.д.с. Холла в вольтах; R„— постоянная Холла; 1 — ток в датчике в амперах; H — напряженность магнитного поля в эрстедах;

d — толщина датчика в см.

Датчики типа Холла используются для фиксации магнитного поля на малом участке, ограничиваемом шириной датчика.

Однако часто встречается необходимость измерять суммарное значение магнитного потока, пронизывающего значительные поверхности.

Одной из таких задач, является определение суммарного магнитного потока или его гармонических составляющих в междуполюсном пространстве работающих электрических машин.

Для решения этой задачи предлагается расположить несколько датчиков типа Холла перпендикулярно вектору напряженности магнитного поля на равном расстоянии один от другого на всем протяжении области измерения. Продольные оси датчиков ориентируются в направлении, вдоль которого напряженность магнитного поля остается неизменной.

Токовые цепи датчиков подключаются параллельно к питающему их источнику тока через регулируемые сопротивления r, устанавливающие соотношения между токами в датчиках, соответствующие соотношениям между коэффициентами в принятой формуле приближенного интегрирования.

М 116261

Так, например, если использовать формулу парабол:

С л в — а

gp+4g)+2g2+4g3+ ..+2 у1 л — 2+ 4уа 1 + Уп

Зп а где n — четное число, то, поместив n+1 датчиков, необходимо отрегулировать токи так, чтобы через нулевой (крайний) датчик проходил некоторый ток, равный i, через первый датчик — ток, равный 4i, через второй датчик — ток, равный 2i, через третий — ток, равный 4 и т. д., а через последний датчик — ток, равный i. При этом предполагается, что чувствительность всех датчиков одинакова. В случае неодинаковой чувствительности датчиков, чувствительности их приводятся к чувствительности одного из датчиков.

При измерении полей, неподвижных в пространстве, использование для питания датчиков постоянного тока позволяет получить на выходе датчиков также постоянную э.д.с., модулированную изменением самой величины измеряемого потока.

При использовании постоянного тока для измерения вращающихся полей на выходе получается переменная э.д.с., модулированная изменением соответствующей гармоники вращающегося поля. Поскольку это может оказаться неудобным, то может быть применена более сложная схема с питанием переменным током, дающая на выходе датчиков постоянную э.д.r..

В зависимости от величины напряженности измеряемых магнитных полей и условий работы, целесообразно использовать датчики типа

Холла из различных материалов. Датчики из монокристаллов могут быть применены для интегрирования потоков в неравномерных магнитных полях с минимальной напряженностью в 10 эрстед при наличии усилителя. При интегрировании магнитных потоков в электрических машинах нецелесообразно использовать монокристаллические датчики из-за их хрупкости. Наиболее рационально в этом случае использование пленочных датчиков из селенида и теллурида ртути, нанесенных на тонкую слюдяную подложку. Такие датчики обладают гибкостью и могут быть помещены в достаточно малый зазор междужелезного пространства электродвигателя.

Предмет изобретсния

Устройство для исследования магнитного поля (в частности, в междуполюсном пространстве электрических машин) с помощью датчиков типа Холла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения суммарного магнитного потока, применен ряд расположенных в исследуемом магнитном поле симметрично на равных расстояниях один от другого дат гиков, подключенных своими токовыми цепями параллельно к питающему их источнику тока через добавочные сопротивления, величины которых подобраны таким образом, чтобы отношения токов в датчиках соответствовали отношениям значений коэффициентов уравнения в формуле приближенного интегрирования, принятой для подсчета суммарной величины измеряемого магнитного потока.