Устройство для измерения напряженности переменного магнитного поля

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения напряженности неоднородного магнитного поля в широком диапазоне частот. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство для измерения напряженности переменного магнитного поля содержит двухсекционный индукционный преобразователь из секций 1-1, 1-2 и 2, магнитные оси которых параллельны, апериодические звенья 3,4,5 и 6 первого порядка с соответствующими постоянными времени, сумматор 7 и блок 8 представления информации. Повышение точности измерений обеспечивается путем изменения расстояния между осями катушек индуктивности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) ($1)$ С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HGMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

1 (21) 4119193/24-21 (22) 02.07.86 (46) 07.07.90. Вюл. № 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) В.Г.Ефимова, JO.Ï.Îáoèøåí и Л.Г.Синцова (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1002993, кл. С 01 R 33/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН НАПРЯЖЕННОСТИ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть иг2 польэовано для измерения напряженности неоднородного магнитного поля в широком диапазоне частот. Целью изобретения является повьппение точности измерений. Устройство для измен рения напряженности переменного магнитного поля содержит двухсекционный индукционный преобразователь из секций I и 2, магнитные оси которых параллельны, апериодические звенья 3,4,5 и 6 первого

roðíäKà с соответствующими постоянными времени,. сумматор 7 и блок 8 представления информации. Повышение точности измерений обеспечивается путем изменения расстояния между ося" ми катушек индуктивности. 4 ил.

1576877

Изобретение относится к магнитным намерениям и предназначено для измерения напряженности (магнитной инду кции) неоднородного магнитного пЬля в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повьппение точнОсти измерений;

На фиг.1 приведена функциональная сХема предлагаемого устройства на ь 1О фиг. 2 — амплитудно-частотные характеристики отдельных звеньев; на фиг.3— схема соединений секций двухсекционн го индукционного преобразователя; нф фиг.4 — конструкция двухсекционноÔ5 гф информационного преобразователя.

Устройство (фиг.1) содержит двухсекц онный индукционныйпреобразователь и секций 1 и 2 магнитные оси которых параллельны, апериодические звенья 3-6

21) первого порядка с постоянными временй соответственно Т,т,Т,Т, сумма 9 фФ gЭ Я9 тор 7 и блок 8 представления информации. Низкочастотная секция состоит иэ одной катушки, содержащей две последовательно и согласно включеннь!е концентрические обмотки 1-1 и, 1-2 с параллельными осями. Высокочастотная секция состоит из нескольких (на фиг.2 трех 2-1,2-? и 2т3) катушек, равномерно расположенных по цилиндри ЗС ческой образующей в зазоре между двув мя обмотками 1-1 и )-2 катушки секции 1.

Устройство работает следующим обр4зом.

Секционированный индукционный преобразователь помещают в измеряемое переменное магнитное поле с индукцией

В . Каждая секция преобразователя со своими апериодическими звеньями преобразует индукцию В в пропорциональное ей переменное электрическое напряжение в своем определенном подди апазоне частот, которое поступает на, сумматор 7 для суммирования анало- @5 говых сигналов и последующей подачи их на блок 8.

Наклон амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) первой ветви устройства, состоящей из обмоток 1-1, . 50

1-2 и звеньев 3 и 5, в диапазоне час1 тот до (фиг.2,а) определяется ха 3 рактеристикой секции 1, выходное напряжение которой пропорционально час- 55 тоте измеряемой индукции В„, В диапа1 зоне частот до - характеристики эвеТ3 ньев 3 и 5 можно считать частотно-не1 зависимыми. Начиная с частоты —— т на характеристику ветви начинает влиять ".,âåíî 3, вниду чего характеристиi ка ветви в диапазоне частот от

1 т до — - частотно независима. Начиная

1 от частоты — „(и выше) на характет ристику ветви начинает влиять звено 5 и она имеет наклон, обратно поропорциональный частоте 43 (измеряемой магнитной индукции Вц).

Наклон АЧХ второй ветви, состоящей иэ катушек 2-1, 2-2, 2-3 и звеньев 4 и 6, в диапазоне частот до

1 (фиг.2,б) определяется характеTg ристикой секции 2, выходное напряжение которой пропорционально частоте Я. В диапазоне частот до

1 характеристики звеньев 4 и 6 можно

4 ( с. считать частотно-независимыми. Начиная

1 с частоты — — на характеристику т ветви начинает влиять звено 4, ввиду чего характеристика в диапазо1 1 не частот -- — — частотно незавиТФ Т 1 сима. Начиная от — (и выше) на хат рактеристику ветви начинает влиять звено 6 и она чмеет наклон обратнопропорциональный частоте Я .

Обеспечивая Т = T получим суммар-, ную АЧХ средств- измерений (фиг.2,в)

В случае наличия взаимного влияния секций катушек подъем АЧХ, обусловленный собственной резонансной частотой Я секции i ((Д,может быть расположена в рабочем поддиапаэоне частот секции 2), приводит к подъему АЧХ (фиг.2,б — пунктирная линия), это обуславливает подъем АЧХ всего устройства (фнг.2,в, пунктирная линия) .

Для уменьшения магнитной связи между секциями при прочих равных условиях требуется увеличение расстояния между секциями. Эта позволяет обеспечить отсутствие погрешности от неравномерности АЧХ в широком диапазоне частот при измерении однородного магнитного поля. Но при измерении неоднородных магнитных. полей обычное увеличение расстояния между секциями приводит к тому, что магнитный центр преобразователя находится в разных точках пространства для разных значений измерений индукции В .

В этом случае только изменение расстояния между секциями 1 и 2 позволяет уменьшить погрешность от неравномерности магнитного поля, а уменьшение этого расстояния приводит к увеличению неравномерности АЧХ из-за взаимного влияния секций. В предлагаемом устройстве магнитные поля обмоток низкочастотной секции в месте расположения катушек высокочастотной секции имеют противоположное направление,что всегда можно обеспечить выбором а, и а (фиг.4) так, что суммарный поток, пронизывающий катушку высокочастотной секции, обусловленный магнитным полем низкочастотной секции (из-за протекания по ней тока I) равен нулю, в этом случае равна нулю и взаимная индуктивЮ ность М = — между секциями и соотI ветственно равен нулю коэффициент связи между секциями, что позволяет изГ

76877 6 менить расстояние между осями катушек и тем увеличить точность. формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения напряженности переменного магнитного поля, содержащее секционированную индукционную катушку, секции которой выполнены в виде цилиндрических катушек с параллельными магнитными осями, гео1С метрические центры которых расположень в плоскости, перпендикулярной их продольным осям, при этом первая секция выполнена в виде одной, катушки, а сА каж ая из последующих — в виде нескольких последовательно-согласно включенных катушек, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, каждая катушка, кроме катушек самой высокочастотной секции, содержит по две последовательно и согласно включенные концентрические обмотки с параллельными осями, катушка каждой последующей секции равномерно расположены Э по цилиндрической образующей в зазоре между двумя обмотками каждой катушки предыдущей секции.

1-7

1576877

Ви

Заказ 1846 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

II tl

Производственно-издательский комбинат Патент, r ° Ужгород, ул. Гагарина, 101

Со с т ав ит ель Т. Кл и то те хнис

Редактор И.Горная Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле BE — 1-Г

Г-1

1-1