Устройство для измерения напряженности магнитного поля

 

Изобретение может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнетика при испытаниях в переменных , магнитных полях, например приемосдаточных . Устройство содержит магнитопровод 1 с обмоткой 2, размещенной на испытуемом ферромагнетике 3, резисторы 4, 10, 14, 15, двухполюсник 6 с отрицательным сопротивлением, источник 7 постоянного измерительного тока, защищенный от проникновения переменной составляющей и состоящий из источника 8 постоянного тока и конденсатора 9, катушку 11 индуктивности , управляемый усилитель 12, усилители 13, 16. При перемагничивании образца испытуемого ферромагнетика 3 на его поверхности создается магнитное напряжение, под действием которого в магнитопроводе 1 создается поток , а на обмотке 2 - напряжение. Регистрирующим прибором 5 на резисторе 4 измеряют величину, пропорциональную напряженности магнитного поля, а переградуировав шкалу прибора непосредственно в единицах напряженности магнитного поля, можно сразу измерять напряженность с высокой точностью и в широком частотном диапазоне . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР (61) 1307411 (21) 4145513/24-21 (22) 10.11.86 (46) 30.12.88. Бюл, N - 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) В.И.Чавкни (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1307411, кл, G 01 R 33/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнетика при испытаниях в переменных магнитных полях, например приемосдаточных. Устройство содержит магнитопровод 1 с обмоткой 2, размещенной на-испытуемом ферромагнетике 3, „„SU, 1448316 A 2 !

511 4 G 01 R 33/02 резисторы 4, 10, 14, 15, двухполюсник 6 с отрицательным сопротивлением, источник 7 постоянного измерительного тока, защищенный от проникновения переменной составляющей и состоящий из источника 8 постоянного тока и конденсатора 9, катушку 11 индуктивности, управляемый усилитель 12, усилители 13, 16. При перемагничивании образца испытуемого ферромагнетика 3 на его поверхности создается магнитное напряжение, под действием которого в магнитопроводе l создается поток, а на обмотке 2 — напряжение. Регистрирующим прибором 5 на резисторе

4 измеряют величину, пропорциональную напряженности магнитного поля, а переградуировав шкалу прибора непосредственно в единицах напряженности магнитного поля, можно сразу измерять напряженность с высокой точностью и в широком частотном диапазоне. 1 ил.

14483)6

Изобретение отнОсится к магнитоизмерительной технике и предназначено для измерения напряженности магнитного поля на поверхности ферромагнетика при испытаниях в переменных маг.5 нитных полях в процессе приемосдаточных испытаний, обработке технологии производства, а также совершенствовании конструкций электрических машин 1О

Цель изобретения — повьш ение точности измерения напряженности магнитного поля в широком частотном диапазоне.

На чертеже представлена функциональная схема .устройства.

Устройство содержит магнитопровод

1 с обмоткой 2, размещенной на испытуемом 3 ферромагнетике, обмотка 2 подключена к последовательно соединенным первому 4 резистору, параллельно которому подсоединен регистрирующий прибор 5, двухполюснику 6 с отрицательным сопротивлением, источнику 7 постоянного измерительного то-25 ка, защищенному от проникновения Леременной составляющей и состоящему из источника 8 постоянного тока и конденсатора 9, второму резистору 10 и катушке индуктивности 11, вход второго управляемого усилителя 12 подключен к первому 4 резистору, а его выход нагружен на двухполюсник 6, его управляющий вход соединен с выходом третьего 13 усилителя, вход которого подключен к источнику 7 постоянного тока, защищенного от проникновения переменной составляющей, вход делителя, выполненного на третьем и четвертом резисторах 14 и 15, подсоеЪ динен параллельно второму резистору

lO, выход его соединен последовательно с катушкой индуктивности, 11 и подключен к входу первого усилителя 16, выход которого нагружен на второй резистор 10.

Устройство работает следующим образом.

При перемагничивании образца 3.на его поверхности создается магнитное напряжение П, равное

Пм= Н 1Ф где Н вЂ” средняя напряженность магнитного поля;.

1 — расстояние между полюсами 55 магнитопровода.

Под действием Б„„ в магнитопроводе

1 создается поток, а на обмотке 2 напряжение, если обеспечить активное сопротивление, а также паразитнуи реактивность цепи обмотки ? равное нулю, то ток в обмотке 2 создает магнитодвижущую силу равную и противоположно направленную П, т.е, П = 1 ° M где i — ток в цепи обмотки;

M — число витков обмотки, откуда

Пм Н l.

w w следовательно, регистрирующим прибором 5 с образцового резистора 4 можно измерять величину, пропорциональную напряженности магнитного поля, а переградуировав шкалу прибора непосредственно в единицах напряженности магнитного поля, можно сразу измерять напряженность с высокой точностью.

Компенсация падения напряжения на индуктивности рассеивания I. обмотки

? (она составляет основную паразитную реактивность) производится следующим образом. Б электрической цепи обмотки 2 находится дополнительная катушка индуктивности 11 с индуктивностьи, пропорциональной индуктивности I, обмотки 2 (для простоты примем их равными по величине), и второй резистор 10. При протекании по цепи, тока i на катушке индуктивности

ll будет падение напряжения, равное по величине падении напряжения на индуктивности рассеяния обмотки 2 и таким образом оно удвоится, На вход усилителя 16 подается напряжение с катушки индуктивности 11 и второго резистора 10 через делитель, образованный третьим и четвертым резисторами 14, 15 с коэффициентом деления, равным отношении величины дополнительной индуктивности катушки 11 к сумме ее и индуктивности рассеяния обмотки 2 (в данном случае 1:2), а с его выхода оно в противофазе поступает на второй резистор 10, При обеспечении коэффициента передачи усилителя 16 к - оо, напряжение на втором резисторе 10 будет компенсировать падение напряжения на катушке индуктивности ll и индуктивности l. рассеяния в обмотке 2, В общем случае реактивность катушки 11 должна быть равна суммарной паразитной реактивности всей цепи, например, Формула изобретения

Устройство для измерения напряженности магнитного поля по авт, св, N - 1307411, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности в широком частотном диапазоне, в него введены второй управляемый усилитель, источник постоянного тока, защищенный от проникновения переменной составляющей и третий усилитель, при этом выход второго управляемого усилителя через источник постоянного тока, защищенный от про14483 последовательно с ней нужно включить конденсатор 9 с емкостью, равной по величине емкости для компенсации его реактивности, Компенсация падения напряжения на активной составляющей производится следующим образом, Напряжение от протекания тока по обмотке 2 образцового резистора 4 поступает на вход усилителя )2 и после усиления и инвертирования с его выхода поступает на двухполюсник, при этом по нему протекает:ток, противоположный по фазе току 1, создавая падение напряжения, эквивалентное введению в цепь отрицательного резистора. При различных коэффициентах передачи усилителя 1? суммарное активное сопротивление цепи обмотки 2 может быть положительньм, отрицательным и равным нулю, по цепи источника 7 постоянного тока, защищенного, от проникновепеременной составляющей, пропускается постоянный ток небольшой величины 25 (на 2-3 порядка меньше тока i, чтобы не вносить погрешность в измерения, например, вводя смещение в сердечник

1 и образец 3 и т,п.), падение напряжения на цепи (выходе источника 7 постоянного измерительного тока пропорционально ее сопротивлению, оно равно нулю в случае равенства суммарного сопротивления цепи нулю, в других случаях сигнал с выхода источника 7 постоянного тока поступает на вход усилителя 13, а с его выхода на управляющий вход управляемого усилителя 12, при этом изменяется коэффициен его передачи и восстанавли40 вается сопротивление цепи постоянному току равным нулю, однако при этом с образцового резистора 4 через усилитель 12) на двухполюсник 6 поступает в противофазе и переменное

45 напряжение, вызванное протеканием тока i, т.е ° суммарное сопротивление цепи и току обмотки 2, будет равным нулю.

Усилитель 12 должен обладать большим входным сопротивлением, чтобы не

50 шунтировать образцовый резистор 4 (также, как и усилитель 16), двухполюсник 6 — резистор небольшой величины (Ом-доли), коэффициент передачи усилителя 12 и мощность должны быть достаточными, чтобы развить на пятом резисторе напряжение, противоположное по фазе и равное по величи1h

4 не на активном сопротивлении стальной части цепи обмотки 2 ° Источник 7 постоянного измерительного тока может быть выполнен в виде обычного источника 8 постоянного тока, последовательно с выходом у которого включен дроссель для защиты его выхода от проникновения переменной составляющей для этой же цепи, а также для. прохождения тока источник 7 снабжен конденсатором 9 большой величины, чтобы падение напряжения на ней от тока i стремилось к нулю(десятые, сотые доли процента 1)ч) и не влияло на точность измерений, а также не искажало сигнал управления коэффициентом передачи усилителя 12.

Конденсатор 9 может быть выполнен встречным включением двух электролитических конденсаторов, что снизит ее габариты.

Усилитель 13, усилитель постоянного тока с большим входным сопротивление и коэффициентом передачи, для снижения искажения управляющего сигнала током может быть выполнен интегрирующим. Регулирование коэффициента передачи усилителя )2 может, например, осуществляться включением на его входе управляемого делителя с напряжения, состоящего из двух оптоэлектронных преобразователей, состоящих из резистора и светодиода, при этом резисторы составляют делитель, а их светодиоды через разнополярные диоды подключены к выходу усилителя 13 (оптоэлектронные преобразователи при этом обладают интегрирующим свойством), отрицательный сигнал увеличивает коэффициент деления, положительный уменьшает, другим способом регулирование может осуществляться подачей смещения и т.д.

Составитель Л. Устинова

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гнрняк

Редактор М. Товтин

Заказ б844/51 Тираж 772 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

l13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 никновения постоянной составляющей, подключен к второму и четвертому резисторам и второму выходу усилите ля, вход второго управляемого усилителя подсоединен параллельно первому резистору, а выход нагружен на двухполюсник с отрицательным сопро144831б 6 тнвлением, управляющий вход второго управляемого усилителя соединен с выходом третьего усилителя, вход

5 которого подключен параллельно выходу источника постоянного тока, защищенного от проникновения переменной составляющей.