Устройство для измерения магнитного поля

 

Изобретение может быть использовано для измерения постоянных и переменных магнитных полей (МП). Устройство для измерения МП содержит пьезопластины (ПП) 1, закрепленные на герметичном пустотело.м сердечнике 2, выполненном в виде цилиндра из ферромагнитного порошка и гранул из материала, акустическое волновое сонротивление (ВС) которого меньше ВС ферромагнитного порошка, и диаметром , соизмеряемым с длиной волны акустических колебаний в ПП, индуктивную катушку 3, ПП 4, закрепленные на корпусе 5 образованием двух резонансных камер 6, усилители 7, 8, регистратор 9, мембраны 10 из немагнитного материала со сквозными отверстиями . Изобретение повышает точность из.мерения величины МП. 1 ил. SS (Л у / / б 1 4 ОО сл ОО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1357891

А1 (gg 4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3992937/24-21 (22) 20.12.85 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Я. Н. Пугачев, М. В. Колебанов и И. В. Петрова (53) 621.317.44 (088.8) (56) Патент США № 3564402, кл. 324 — 43, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 855563, кл. G 01 R ЗЗ/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения постоянных и переменных магнитных полей (МП). Устройство для измерения МП содержит пьезопластины (ПП) 1, закрепленные на герметичном пустотелом сердечнике 2, выполненном в виде цилиндра из ферромагнитного порошка и гранул из материала, акустическое волновое сопротивление (ВС) которого меньше

ВС ферромагнитного порошка, и диаметром, соизмеряемым с длиной волны акустических колебаний в ПП, индуктивную катушк 3, ПП 4, закрепленные на корпусе 5 образованием двух резонансных камер 6, усилители 7, 8, регистратор 9, мембраны 10 из ф немагнитного материала со сквозными отверстиями. Изобретение повышает точность измерения величины МП. I ил. р С::

1357891

11НИИ1111 Заказ 5505)46 Тираж 730 ПОЛ(ИСИОС

1 IpOH. 1803 CTBCHHO-I10.1)l ер 1(f)H ICCI(OC HI)C 10pHHTHC. е. хс il(l 0p0;I,, X .(H I 1 pOCI(1 Hiill, -г

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для измерения постоянных и переменных магнитных полей.

Целью изобретения является повышение точности измерения величины магнитного поля.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения магнитного поля.

Пара пьезопластин 1 закреплена на ферромагнитном пустотелом сердечнике 2, на котором также расположена индуктивная катушка 3, вторая пара пьезопластин 4 закреплена на корпусе 5, образуя две резонансные камеры 6. Электрические камеры 6 вкл)очены в цепи положительных обратных связей усилителей 7 и 8, к выходам которых подключен регистратор 9. Мембраны 10 прикреплены к торцам сердечника 2 и корпусу 5, заполненному немагнитной жидкостью 11. Индуктивная катушка подключена к источнику 12 управляющего сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При включении усилителей 7 и 8 между пьезопластинами 1 и 4 в резонансных камерах 6, заполненных немагнитной жи,гкостью 11, возникает акустический резонанс, частога которого определяется собственными 1тезонансными частотами пьезо11ластин 1 и 4 и расстоянием между ними в резонансных камерах 6.

Пустотелый ферромагнитный герметич11ый сердечник 2 выполнен из однородной массы ферромагнитного порошка и гранул.

Гранулы могут быть выполнены из пластмассы и резины. Такое выполнение ферромагнитного сердечника 2 уменьшает акустическую связь между резонансными камерами 6 и поэтому усилители 7 и 8 раоотают в независимом режиме, что приводит к повышению точности отсчета.

Пустотелый ферромагнитный сердечник 2 вместе с индуктивной катушкой 3 имеет нулевую плавучесть в немагнитной жидкости

11. При нулевой плавучести катушка с сердечником может практически без сопротивления перемещаться в плоскости резонансных камер, что приводит к повышению чувствительности и точности измерения внешнего магнитного поля. Мембраны 10 прикреплены к торцам сердечника 2 и к корпусу 5 так, что обеспечивается перемещение пустотелого ферромагнитного сердечника 2 с пьезопластинами 1 вдоль оси корпуса с»инимальным сопротивлением. Мембраны выполнены со сквозными отверстиями, диаметр которых выбирается из условия обеспечения малого сопротивления при протекании жидкости в камерах. Такое крепление обеспечивает параллельное перемещение пьезопластин 1 в резонансных камерах 6.

В качестве немагнитной жидкости ll используется, например, водно-спиртовая смесь с нулевым температурным коэффициентом скорости распространения ультразвуковых колебаний, что снижает погрешности измерения при изменении температуры окружающей среды.

При пропускании тока через индуктивную катушку 3 в ферромагнитном пустотелом герметичном сердечнике 2 создается магнитное поле, взаимодействующее с внешним измеряемым магнитным полем, которое перемещает сердечник 2, в результате чего расстояние между пьезопластинами 1 и 4 в одной резонансной камере 6 увеличивается, а в другой уменьшается.

Это приводит к тому, что частота автогенерации в усилителе 8, например, увеличивается, а в усилит<.ле 7 уменьшается.

Регистратор 9 пересч)срывает разницу частот усилителей 7 и 8 в единицы магнитного поля. В начальный момент времени при отсутствии измеряемого магнитного поля мембраны 10 поддерживают ферромагнитный пустотелый сердечник 2 с первой парой пьезопластин 1 на равном расстоянии от второй пары пьезопластин 4 так, что частота автоколебаний в усилителях 6 и 7 одинакова. Это позволяет скомпенсировать нестабильность раооты автоколебательной систеvII,l при изменении температуры и давления.

Фар.)ггг га «зоб ретения

Устройство для измерения магнитного поля, содержащее заполненный немагнитной жидкостью корпус, четыре пьезопластины, две из которых через соответствующие усилители подключены к входам регистратора. а две остальные — - непосредственно к входам регистратора, orëè÷à(oèlåeñÿ тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены источник управляющего сигнала, две мембраны из немагнитного»атериала со сквозными отверстиями и индуктивная катушка с гер»етичным пустотелым сердечником, подвижно закрепленным торцами на мембранах, на которых также закреплены остальные две пьезопластины, мембраны прикреплены к корпусу, герметичный пустотелый сердечник выполнен в виде цилиндра из ферромагнитного порошка и гранул, выполненных из материала, акустическое волновое сопротивление которого меньше волнового сопротивления ферромагнитного порошка, и диаметром, соизмеримым с длиной волны акустических колеоаний в пьезопластине, а индуктивная катушка подключена к источнику управляющего сигза 1а.