Устройство для измерения неоднородности магнитных потоков

 

ОП ИКАНИЕ „„74щ щ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2595590/18-21 (5t)M. Кл.

601 Я 3302 с присоединением заявки .%

Государственный комитет (28) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бктллетекь № 23 (53) Уд К 62I.317. .44 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.80 (72) Авторы изобретения

В. В. Афанасьев и b. М. Смирнов (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ

МАГНИТНЫХ ПОТОКОВ

ЬФ= С, а, — постоянная баллистического гальгде Сф ванометра по магнитному потоку;

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения неоднородности магнитных потоков в разомкнутых ферромагнитных сердечниках.

Известно устройство для измерения магнит5 ного потока, которое содержит баллистический гальванометр и опорный источник, подключенный через переключатель к подвижной рамке упомянутого гальванометра. Подвижная рамка гальванометра выполнена с возможностью перемещения вдоль разомкнутого ферромагнитного сердечника. Принцип действия известного устройства основан на измерении количества электричества, протекающего в виде кратковременных импульсов через подвижную рамку бал-15 листического гальванометра. Измеряемое приращение магнитного потока при протекании кратковременного Имнульса количества электричества через подвижную рамку прибора при коммутации переключателя равно 20 а — отброс по шкале гальванического гальванометра.

Закон распределения неоднородности магнитного потока вдоль сердечника определяется перемещением подвижной рамки баллистического гальванометра вдоль этого сердечника и измерением магнитного потока в каждой точке упомянутого сердечника (!1.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения неоднородности магнитного потока.

Известно также устройство, которое состоит из двух разомкнутых ферромагнитных сердечников с расположенной на них обмоткой возбуждения, компенсационной и измерительной обмоткой, установленной на измерительной катушке, источника переменного тока, соединенного с обмоткой возбуждения, источника напряжения, подключенного через переменный резистор к компенсационной обмотке, синхронного детектора удвоенной частоты, вход которого подключен к измерительной обмотке, а выход — к регистрирук>щему прибору, и удвоителя частоты, вход которого соединен с

742838 источником переменного тока, а выход — со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты.

Измерительная катушка в известном уст- 5 ройстве выполнена с возможностью перемещения вдоль неподвижно закрепленных сердечни ков. При этом одновременно с передвижением катушки осуществлена возможность изменения величины напряженности компенсирующего постоянного поля. Катушка закреплена в том месте, гДе квадратурная составляющая ЭДС второй гармоники равна нулю.

Таким образом, в известном устройстве устранен начальный сигнал с частотой второй гармоники тока возбуждения. Перемещая измерительную обмотку вдоль ферромагнитных сердечников и измеряя магнитные потоки в каждой точке этих сердечников, определяют закон распределения магнитного потока вдоль упомянутых сердечников, возбуждаемых переменным током (2)

Недостатком известного устройства также является низкая точность измерения неоднородности магнитного потока при перемещении измерительной обмотки вдоль сердечников.

Дель изобретения — повышение точности измЕрения.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для измерения неоднородности магнитных потоков, содержащее разомкнутый ферромагнитный сердечник с расположенными на нем обмоткой возбуждения, компенсационной и измерительной обмотками, источник переменного тока, соединенный с обмоткой возбуждения, источник напряжения, подключенный через переменный резистор к компенсационной обмотке, синхронный детектор удвоенной частоты, выход которого подключен к регистрирующему прибору, удвоитель частоты, 40 вход которого соединен с источником переменного тока, а выход — со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты, снабжено коммутатором, синхронным детектором основной частоты, регистрирующим прибором 45 переменного потока и дополнительными измерительными обмотками, идентичными основной, при этом измерительная обмотка выполнена многосекционной с четным числом одинаковых секций, все измерительные обмотки не- ы подвижны и образованы двумя последовательновстречно включенными обмотками каждой пары секций, выводы всех измерительных обмоток подсоединены к коммутатору с возможностью подключения их ко входам синхронных детекторов, вход коммутации синхронного детектора основной частоты подключен к источнику переменного тока, а выход — к регистрирующему прибору переменного потока.

Повьпцение точности измерения неоднородности магнитных потоков в устройстве обуслов лено тем, что измерительные обмотки установлены неподвижно вдоль оси ферромагнитного сердечника. Наличие синхронных детекторов основной и удвоенной частоты позволяет в одно и то же время измерить неоднородность магнитных потоков (переменных и постоянных) на выбранном участке сердечника, Законы распределения неоднородности переменных и постоянных магнитных потоков вдоль ферромагнитного сердечника определяются возможностью коммутации измерительных обмоток в предлагаемом устройстве.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит ферромагнитный сердечник 1 с, расположенными на нем обмоткой 2 возбуждения, компенсационной обмоткой 3 и измерительной обмоткой 4 (дополнительные и основная), источник 5 переменного тока, соединенный с обмоткои 2 возбуждения, источник 6 напряжения, подключенный через переменный резистор 7 к компенсационной обмотке 3, коммутатор 8, вход которого подключен к измерительным обмоткам 4, синхронный детектор 9 основной частоты и синхронный детектор 10 удвоенной частоты, входы которых подключены к выходу коммутаторов 8, удвоитель 11 частоты, вход которого подключен к источнику 5 переменного тока, а выход — ко входу коммутации синхронного детектора 10 удвоенной частоты, регистрирующий прибор 10 переменного потока, соединенный с выходом синхронного детектора 9 основной частоты, и регистрирующий прибор 13, соединенный с выходом синхронного детектора 10 удвоенной частоты, Вход коммутации синхронного детектора 9 основной частоты подключен к источнику 5 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

Ферромагнитньй сердечник 1 перемагничивается переменным магнитным полем при протекании тока в обмотке 2 возбуждения от источника 5 переменного тока. За счет нелинейной зависимости магнитной индукции ферромагнитного сердечника 1 от перемагничивающего и внешнего однородного геомагнитного поля или поля, создаваемого компенсационной обмоткой 3, в каждой измерительной обмотке 4 наводятся ЭДС основной и удвоенной частоты, пропорциональные неоднородности магнитных потоков (постоянного и переменного) в упомянутом сердечнике. Синхронный детектор 9 основной частоты, на вход которого поступает сигнал через коммутатор 8 с одной из измерительных обмоток 4, а на вход коммутации упомянутого детектора подается опорный

7428 измерения. сигнал удвоенной частоты с удвоителя 11 частоты, выделяет напряжение. пропорциональное неоднородности постоянного магнитного потока на выбранном участке сердечника 1. Сигналы, пропорциональные неоднородности перемен- 5 ных и постоянных магнитных потоков, поступают на регистрирующие приборы !2 и 13.

Опрашивая коммутатором 8 измерительные обмотки 4, измеряют неоднородность переменного и постоянного магнитных потоков вдоль 10 разомкнутого ферромагнитного сердечника 1.

Переменный резистор 7 предназначен для регулировки тока компенсации продольной составляющей однородного геомагнитного поля или для создания необходимой величины однородного поля вдоль ферромагнитного сердечника 1.

Встречное включение в устройстве обмоток каждой пары секций измерительной катушки, выходные концы которых через коммутатор подключены к синхронным детекторам основ- 20 ной и удвоенной частоты, обеспечивает повышение точности измерения неоднородности магнитных потоков в разомкнутом ферромагнитном сердечнике, возбуждаемом переменным током, так как осуществлено измерение неоднороднос- 25 ти как постоянных, так и переменных магнитных потоков, причем измерение этих потоков осуществляется одновременно. Неподвижность измерительной катушки относительно сердеч- ника также обеспечивает повышение точности

38 6 ферромагнитный сердечник с расположенными на нем обмоткой возбуждения, компенсационной обмоткой и измерительной обмоткой, источник переменного тока, соединенный с обмоткой воэбумдения, источник напряжения, подключенный через переменный резистор к компенсационной обмотке. синхронный детектор удвоенной частоты, выход которого подключен к регистрирующему прибору, и удвоитель частоты, вход которого соединен с источником переменного тока, а выход — со входом коммутации синхронного детектора удвоенной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено коммутатором, синхронным детектором основной частоты, регистрирующим прибором переменного потока и дополнительными измерительными обмотками, идентичными основной, при этом измерительная обмотка выполнена многосекционной с четным числом одинаковых секций, все измерительные обмотки неподвижны и образованы двумя последовательно-встречно включенными обмотками каждой пары секций, выводы всех измерительных обмоток подключен к коммутатору с .возможностью подключения их ко входам синхронных детекторов, вход коммутации синхронного детектора основной частоты подключен к источнику переменного тока, а выход — к регистрирующему прибору переменного потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобре гения

Устройство для измерения неоднородности магнитных потоков, содержащее разомкнутый

1. Чернышев Е. Т. и др. Магнитные измерения, М., Комитет стандартов, 1969, с. 44 — 47, 2. Авторское свидетельство СССР Р 123250, кл. G 01 R 33/00, 1961.

742838

Составитель Е. Данилина

Редактор А. Маковская Техред ОЛегеза

Корректор Н. Стец

Подписное

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

Заказ 3612/12 Тираж 1019

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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