Устройство для измерения напряженности магнитного поля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ H3 iEPEHHH НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее П-рбразный мaгнитoпpoвo с измерительной обмоткой и магнитным шунтом, компенсационную обмотку, состоящую из двух последовательно соединенных секций, усилитель, подключенный к измерительной обмотке, генератор переменного напряжения и регистратор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений. в него введены управляемый источник тока компенсации и фаэочувствительный детектор, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с вьгходами усилителя и генератора переменного напряжения, а выход - с управляющим входом управляемого источника тока компенсации , формирователь противофазных напряжений, два разделительных конденсатора , при этом секции компенсационной обмотки расположены взаимно перпендикулярно на участке магнитопровода , замкнутом магнитным шунтом, средняя точка компенсационной обмотки соединена через регистратор (Л с общей шиной устройства, а ее крайние выводы - с выходами управляемого источника тока компенсации и через разделительные конденсаторы - с выходами формирователя противофазных напряжений, вход которого соединен с генератором переменного напряжения. со см О) ГС

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg)4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3562400/24 "21 (22) 04.03.83 .; (46) 15.08.85. Бюл. У 30 (72) В.К.Новиков, А.ЯеЧернокоз и С.А.Кокорин (71) Владимирский политехнический институт (53) 621.3 17.44.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 785813, кл. G 01 R 33/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Np. 266051, кл. G 01 К 33/12„1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ) й;РЕНИЯ

НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее П-образный магнитопровод с измерительной обмоткой и магнитным шунтом, компенсационную обмотку, состоящую из двух последовательно соединенных секций, усилитель, подключенный к измерительной обмотке, генератор переменного напряжения и регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, „„SU,,117 3 2 А в него введены управляемый источ-. ник тока компенсации и фазочувст- . вительный детектор, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с выходами усилителя и генератора переменного напряжения, а выход — с управляющим входом управляемого источника тока компенсации, формирователь противофазных напряжений, два разделительных конденсатора, при этом секции компенсационной обмотки расположены взаимно перпендикулярно на участке магнитопровода, замкнутом магнитным шунтом, средняя точка компенсационной щ

- 12 обмотки соединена через регистратор с общей шиной устройства, а ее крайвие выводы — с выходами управляемого источника тока компенсации и через разделительные конденсаторы — с Я выходами формирователя противофазМаи@ ных напряжений, вход которого соединен с генератором переменного

Фаа напряжения.

ОФ

СЮ

1 1173

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и предназначено для измерения напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнитного материала. 5

Целью. изобретений является повышение точности . измерения напряженности магнитного поля благодаря конструкции ., компенсационной обмотки, совмещающей функции компенсации 10 измерения магнитного потока и создания симметричного поля поперечного подмагничивания.

На фиг„ 1 представлена функциональная схема устройства; на 15 фиг, 2 — размещение магнитного шунта на магнитопроводе.

Устройство для измерения напряженности магнитного поля содержит

П-образный магнитопровод 1, на кото- 20 ром размещены магнитный шунт 2, измерительная обмотка 3 и компенсационная обмотка 4, генератор переменного напряжения 5, выход которого через последовательно соединенные 25 формирователь 6 противофазных напряжений и разделительные конденсаторы 7 и 8 подключен к крайним выводам компенсационной обмотки 4.

Средняя точка компенсационной обмотки 4 соединена к входу регистратора 9. Вход усилителя 10 подключен к измерительной обмотке 3, а его выход через последовательно соединенные фазочувствительный детектор 11 и управляемый источник тока компенсации 12-к крайним выводам компенсационной обмотки 4.

Устройство работает спедующим образом.

40 При установке П-образного магнитопровода 1 на поверхнос.ть ферромагнитного материала между его . полюсами создается разность магнитных потенциалов U, определяе- 45 мая по формуле

Б = Н 1, (1) где Н вЂ” измеряемая напряженность

3 поля — расстояние между полю- 50 сами.

Для компенсации потока, возни-: кающего под действием U®, на Побразном магнитопроводе 1 размеща-; ют компенсационную обмотку 4, раз-55 деленную на две равные секции, охватывающие крестообразно участок П-образного магнитопровода 1, замФ

Д 9 где Фц

S (s) число витков измерительной обмотки 3; сечение магнитопровода 1; магнитная постоянная.

362 2 кнутый магнитным шунто"1 2. Компен сационная обмотка 4 подключена I 1 к управляемому- источнику тока компенсации 12. Секции компенсационной обмотки 4 включены таким образом, чтобы составляющая магнитного .потока, замыкающаяся через магнитный шунт 2, была равна нулю. При этом в магнитопроводе 1 создается компенсирующая 1ЩС равная

Fx 1к Wк (2) где I = Т + I — суммарный ток секции;

W,< — число витков секции.

Под действием U и Fx возникает магнитный поток

9 = ", (3)

Rp где R м — магнитное сопротивление магнитопровода.

Кроме тока от управляемого источника тока компенсации 12 в компенсационной обмотке 4 протекает переменный ток от формирователя противофазных напряжений 6, который уменьшает вдвое частоту генератора переменного напряжения 5 и выдает на выходе парафазные синусоидальные сигналы. Симметрия секций компенсационной ° обмотки 4 и симметрия противофазных напряжений позволяет исключить протекание переменного тока через регистратор 9. Кроме того, при выполнении данных условий составляющая переменного магнитного потока, замыкающаяся по цепи П-образного магнитопровода 1, замкнутого магнитным шунтом 2, подмагничивается переменным поперечным полем, вызывающим изменение магнитной проницаемости данного участка по закону и .= и (1 — k cos 2 и e ), (4) где и — магнитная проницаемость ( магнитопровода без воздействия поперечного поля;

Я вЂ” частота подмагничивания; — постоянный коэффициент.

ЭДС, индуцируемая в измерительной обмотке 3, равна

1173362 з

Учитывая (5), получим е = W„ (й ° 9 sin 2сй t (б) Т«9IK

X (7) Риг.1

Составитель В.Шульгин

Техред M.Пароцай КорректорС.Шекмар

Редактор А. Гунько

Заказ 5048/4б Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,- ул. Проектная, 4 ф

Сигнал с измерительной обмотки

3 через усилитель 10 поступает 5 на фазочувствительный детектор 11, амплитуда и знак напряжения на выходе которого зависят от значения магнитного потока 9в П-образным магнитопроводе 1 и его направления. Зто напряжение управляет источником тока компенсации 12 таким образом, чтобы 9 = О. При этом по регистратору 9 определяют ток компенсации и рассчитывают напряженность поля на поверхности ферромагнитного материала по Формуле