Устройство для измерения напряженности магнитного поля

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в дефектоскопии и магнитометрии . Введение в устройство для измерения напряженности магнитного тока источника 1 постоянного напряжения , электронного ключа 2, генератора 3 прямоугольных импульсов и пикового детектора 5 расширяет диапазон измеряемых полей до ±250 А/см, дает возможность получить линейные зависимости входного сигнала устройства от напряженности измеряемого поля практически во всем диапазоне измерения при сохранении высокой чувствительности в области слабых магнитных полей. 3 ил. Ф (Л I71 со 00 ел ф1/г.7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (51) 4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3873956/24-21 (22) 22.03,85 (46) 15.04.87. Бюл. ¹ 14 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра AH СССР (72) А.М.Копьев, А.С.Шлеенков, Е,В.Розенфельд и В.Е.Щербинин (53) 621.317 ° 44(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1078368,,кл. С 01 R 33/02, 1984.

Алексеев А.Г. и др. Расширение области постоянных магнитных полей, измеряемых феррозондовыми датчиками импедансного типа. — Деффектоскопия

¹ 12, 1982, с. 71. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в дефектоскопии и магнитометрии. Введение в устройство для измерения напряженности магнитного тока источника 1 постоянного напряжения, электронного ключа 2, генератора 3 прямоугольных импульсов и пикового детектора 5 расширяет диапазон измеряемых полей до +250 А/см, дает возможность получить линейные зависимости входного сигнала устройства от напряженности измеряемого поля практически во всем диапазоне измерения при сохранении высокой чувствительности в области слабых магнитных полей. 3 ил.

1303951

Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть использовано в деффектоскопии, магнитометрии.

Цель изобретения — расширение диа- 5 пазона измеряемых полей.

На фиг. 1 изображена функциональная структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — импульсные диаграммы его работы, на фиг, 3— экспериментальная статическая характеристика устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения,. выход которого сдединен с потенциальным входом

15 электронного ключа 2, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 3 прямоугольных импульсов, а выход — с обмоткой феррозонда 4 дроссельного типа, параллельно которой включены последовательно соединенные пиковый детектор 5, усилитель

6 и измерительный прибор 7.

Устройство работает следующим об25 р а зом.

Феррозонд 4 помещают в постоянное или низкочастотное измеряемое магнитное поле Н . Состояние сердечника и феррозонда 4 определяется величиной ЗО

Ни и величиной импульсного тока возбуждения, пропорционального току I, протекающему в обмотке феррозонда 4.

Для нормальной работы устройства необходимо поле возбуждения, обеспечивающее намагничивание сердечника до состояния насьпцения +Н (напряжен5 ность насыщения), поэтому его амплитудное значение 11ь выбирается из условия Н 2Нз. Это обеспечивает возможность измерения магнитных полей в диапазоне -Н Н, +Н при возбуждении феррозонда 4 однополярными импульсами.

Формирование импульсов возбуждения феррозонда осуществляется источником постоянного напряжения U выход которого соединен с потенциальным входом ключа 2, коммутируемого сигналами генератора 3. Частота следования импульсов поля возбуждения равна частоте импульсов генератора 3, а амплитуда — пропорциональна току I, создаваемому источником 1 постоянного напряжения. Величина Н такова, что ВыполнЯетсЯ услОВие Н + Н и > + H

Возникающие при коммутации ключа 2 переходные процессы вызывают искажения формы импульса возбу7щения, В результате напряжение на индуктивности феррозонда 4 преобретает форму отличную от прямоугольной (фиг. 2а).

Обеспечив выполнение условия

-(г,! 2 L, - 2/2, где r — общее сопротивление обмотки о феррозонда и ключа в режиме нас ьпцения, — коэффициент характеризующий скорость переходного процесса ($ = r(t) — r /t), — индуктивность обмотки фер— о розонда, можно избавиться или существенно уменьшить амплитуду, „ первого и aê пика импульса ЭДС индукции, величина которого не зависит от напряженности

Н, В этом случае напряжение на индуктивности имеет вид, показанный на фиг. 2б. При этом амплитуда второго пика, равная

Нз — Н„

7. max гпак К прямопропорциональна Нз-Н,, т, е, несет информацию о величине измеряемого магнитного поля, Это напряжение, выделяемое пиковым детектором 5 и преобразованное усилителем 6, поступает на измерительный прибор., Благодаря подбору материала сердечника со скачкообразным изменением, ц удается получить практически ли;

1 d» нейную заьисимость g„,,От (H -H ) в широком диапазоне измеряемых полей от +Н до -Н (величина Н может

5 t 5 варьироваться в широких пределах в зависимости от размагничивающего фактора сердечника) при сохранении вы= сокой чувствительности к слабым магнитным полям и к фазе измеряемого сигнала, что иллюстрируется фиг. 3, на которой изображена полученная экспериментально зависимость показаний е измерительного прибора От величины измеряемого поля. Следует отметить, что чувствительность феррозонда может быть увеличена путем подбора оптимальных значений, r ()%Ох и Е поскольку (g с, пропор циональна также и r(t) „, которое может быть достаточно Велико.

1303951

-Eg

Таким образом, предлагаемое устройство для измерения напряг.енности магнитного поля обеспечивает (по сравнению с известными) расширение диапазона измеряемых полей до 5

+250 Л/см; получение линейной зависимости выходного сигнала устройства от напряженности измеряемого поля практически во всем диапазоне измерения при сохранении высокой чувствиf0 т ел ьн ости в области слабых магнитных полей; упрощение изготовления и настройки прибора за счет применения однообмоточного феррозонда дроссельного типа, возможность изготовления

15 зочдов с минимальными пространственными размерами (микрозондов), пригодных для создания матричных преобразователей и систем электронного сканирования с высокой разрешающей способностью.

Формула и з о бр ете ния устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее феррозонд дроссельного типа с насы щаемым сердечником, последовательно соединенные усилитель и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых полей, в него введены источник постоянного напряжения, электронный ключ, генератор прямоугольных импульсов и пиковый детектор, причем выход источника постоянного напряжения соединен с потенциальным входом электронного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход — с обмоткой феррозонда и входом пикового детектора, выход которого соединен с входом усилителя.

1303951

Составитель Е.Аносова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л,Патай

Редактор А.Ревин

Заказ 1305/46

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4