Устройство для измерения постоянного магнитного поля

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее генератор импульсов, отрезок металлического проводника, последовательно соединенные акустический детектор и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном расширении диапазона измеряемых полей, в него дополнительно введена линия задержки, вход которой соединен с одним из торцов отрезка металлического проводника , к которому одновременно подклю-.. чен первый выход генератора импульсов J второй выход которого связан с вторь м торцом отрезка металлического проводника, прн этом акустический детектор размещен на выходе линии задержки, а измерительный прибор синхронизирован с генератором импульсов. 2. Устройство по п.I, о т л и чающееся тем, что длина линии задержки L удовлетворяет соотношению L 5- t ЧЁТр, где t - длительность импульса тока; 5 Е и П - . модуль Юнга и плотность SsaA материала линии задержки соответственно.

6 А

COIO3 COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g 1) G 0l К 33/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3589895/24-21 (22) 11.05. 81 (46) 30.11.84. Бюл. И- 44 (72) В.Д.Воловик, С.И.Иванов и Г.В.Цепилов (71) Харьковский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов государственный университет им. А.M.Ãoðüêîão (53) 621.317.44 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 585459, кл.G 01 R 33/02, !982.

2. Авторское свидетельство СССР

11 700846, кл.G Ol R 33/02, 1982 (прототип), при одновременном расширении диапазона измеряемых полей, в него дополнительно введена линия задержки, вход которой соединен с одним из торцов отрезка металлического проводника, к которому одновременно подклю-.. чен первый выход генератора импульсов, второй выход которого связан с вторым торцом отрезка металлического проводника, при этом акустический детектор размещен на выходе линии задержки, а измерительный прибор синхронизирован с генератором импульсов.

2. Устройство по п.l о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что длина линии задержки L удовлетворяет соотношению где t — длительность импульса тока;

Е и ) вЂ, модуль Юнга и плотность материала линии задержки соответственно. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ Н3МЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО n0jlH содержащее генератор импульсов, отре. зок металлического проводника, последовательно соединенные акустический детектор и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1126906

Изобретение относится к устройствам для измерения напряженности магнитных полей, в частности для определения концентрации магнитного поля в воздушньгх зазорах. 5

Известно устройство. содержащее металлический проводник, генератор импульсов тока, высокочастотную катушку, усилитель, измерительный прибор. Генератор импульсов тока под- 10 соединен к катушке, размещенной на проводнике, Генератор посылает радиоимпульсы на катушку, в результате чего на поверхности проводника наводятся вихревые токи, которые, взаи- 15 модействуя с измеряемым полем, возбуждают ультразвуковые сигналы в проводнике, которые вызывают колебания проводника. Это приводит к появлению на его поверхности вторичных 20 вихревых токов, которые характериР зуют измеряемое магнитное поле j!3

Недостатком известного устройства является значительная мощность возбуждения при измерениях сильных полей, при этом поверхность проводника разогревается вихревыми токами, что искажает результаты измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, электромехан.--ческий преобразователь и проводник, на конце которого размещен акустический детектор, подключенный к измерительному прибору. Генератор им- . пульсов нагружен на электромеханический преобразователь, размещенный на конце проводника, представляющего собой ферромагнитный стержень.

При работе устройства в проводнике возбуждаются ультразвуковые волны, которые распространяются по проводнику и воспринимаются акустическим детектором. При внесении проводника в магнитное поле происходит его намагни > чивание, вследствие чего изменяется скорость распространения зоэбужденных ультразвуковых волн в нем и, соответственно, изменяется напряжение на акустическом детекторе, ко- 5б торое фиксируют измерительным прибором. Измерение выходного сигнала пропорционально напряженности магнитного поля j2j

Однако данное устройство не может быть использовано в широком диапазоне более О,! Т ) измеряемых магнитных полей с достаточной точностью, так как с увеличением напряженности магнитного поля намагниченность ферромагнитного материала проводника перестает линейно зависеть от величины магнитного поля, а следовательно, и скорость звука в ферромагнитном проводнике, помещенном в магнитное поле, будет с меньшей точностью соответствовать измеряемой величине магнитного поля.

Цель изобретения — повьпиение точности измерений при одновременном расширении диапазона измеряемых полей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор импульсов, отрезок металлического проводника, последовательно соединенные акустический детектор и измерительный прибор, дополнительно снабжено линией задержки, вход которой соединен с одним из торцов отрезка металлического проводника, к которому одновременно подключен первый выход генератора импульсов, второй выход которого связан с вторым торцом отрезка металлического проводника, при этом акустический детектор размещен на выходе линии задержки, а измерительный прибор синхронизирован с генератором импульсог.

Длина линии задержки удовлетворяет соотношению

L t Е/ где t — длительность импульса тока;

Е и о -- модуль Юнга и плотность маI териала линии задержки соответственно.

Использование генератора. импульсов и 1 одключение к нему проводника позволяет через этот проводник пропустить импульс тока. При размещении проводника в измеряемом магнитном поле на участок проводника с током действуе r обьемная нестацнонарная сила Ампера со стороны магнитного поля. Эта сила, кратковременно деформируя участок проводника, вызывает и нем импульсные ультразвуковые -.игналы, амплитуда которых пропорциональна величине магнитного поля.

Размещение акустического детектора на линии задержки длиной t от торца г.роводника, подключенного к генератору импульсньх ".îêîâ, дает воэможность защитить нзм.ритсльную

1126906 цепь от электромагнитных помех, сопровождающих импульс тока, что позволяет измерять магнитные поля в широком диапазоне 10 З Т вЂ” 20 Т) без снижения точности. Ограничения на диапазон измеряемых магнитных полей накладывают только контактные токовые шумы (нижний предел измерений ) и возникающие в проводнике пластические деформации (верхний предел измерений).

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов токов, соединенный с двумя торцами отрезка металлического проводника 2, линию 3 задержки, укрепленную на одном из торцов проводника 2, и имеющую на другом торце акустический детектор 4, измерительный прибор 5, соециненный с акустическим детектором 4 и генератором

1 импульсов токов. Устройство снабжено опорами Ь, позволяющими расположить участок 7 проводника 2 в измеряемом магнитном поле М. Проводник

2 может быть изготовлен, например; из медной проволоки.

Устройство работает следующим образом.

Провсдник 2 размещают в постоянном измеряемом магнитном поле и пропускают через его торцы ток от генератора. На участок 7 проводника

2 действует сила Ампера, вызывая деформации сдвига, которые приводят к возбуждению ультразвуковых волн, поступающих на акустический детектор

4 через линию 3 задержки, сигнал с которого 4 регистрируется измерительным прибором 5, Базовым объектом для измерения магнитных полей являешься прибор комбинированный цифровой Щ-4310. в основу которого заложен способ измерения магнитных полей с использованием датчика Холла. Этот прибор позволяет измерять магнитную индукцию полей в диапазоне 2-200 шТ, так как с ростом магнитного поля нарушается линейный характер зависимости ЭДС Холла от измеряемой величины магнитного поля.

Изобретение позволяет расширить диапазон измеряемых полей до

20000 mT, при этом полученная точность измерений не хуже, чем у базового образца.

ВНИИПИ Заказ 8687/35 Тираж 710 Подписное

Филяал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4