Магнитомодуляционный датчик
-г.; а титус.
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
k АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
237022
Cnl0s Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 02.1Х.1966 (№ 1100773/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 03.11.1969. Бюллетень ¹ 7
Дата опубликования описания 16Х1.1969
Кл. 74Ь, 8/04
Комитет по делам
МПЕ С 08с
УДК 681.2.083.8:
621.376 (088.8) изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Лвторы изобретения
Б. М. Рогачевский и Э. В. Шереметьев
Институт автоматики и электрометрии АН СССР
Заявитель
МАГНИТОМОДУЛЯЦHOHHblA ДАТЧИК
В области автоматики известны магнитомодуляционные датчики, содержащие сердечник из магпитомягкого материала, генератор возбуждения, а также обмотки измерительную и возбуждения, расположенные на сердечнике.
Однако эти датчики мало чувствительны.
С целью повышения чувствительности к измеряемым магнитным полям, в описываемом датчике измерительная обмотка, имеющая периодически изменяющуюся индуктивность от поля возбуждения, включена в четырехплечий мост, образованный двумя емкостями и дополнительной неизменяющейся индуктивностью, имеющей общую точку с измерительной обмоткой и емкостью, включанной в диагональ моста.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 — график зависимости чувствительности датчика от поля возбуждения, иллюстрирующего повышение чувствительности предлагаемого датчика (кривая 2) в сравнении с известными (кривая 1).
Датчик содержит генератор 1, подключенпый к обмотке возбуждения 2, сердечник 3 из магнитомягкого материала, измерительную обмотку 4, «меющую изменяющуюся и ндуктпвность I,т, реактивные элементы L, С,, Се и Сз, образующие вместе с LI, мостиковую схему.
Под действием тока генератора 1 обмоткой возбуждения 2 создается синусоидальное магнитное поле возбуждения частоты <» и амплитуды H,„, периодически изменяющее магнит5 ное состояние сердечника 3. В измерительной обмотке при наличии измеряемого магнитного поля Н<, возникает э.д.с. четных гармоник частот возбуждения (если H» — постоянное магнитное поле) и комбинационных частот
10 (если измеряемое поле содержит низкочастотную переменную составляющую) . Эта э.д.с. усиливается благодаря эффекту параметрического усиления, который появляется в результате использования индуктивности LI из15 меняющейся под действием поля возбуждения
H„„n выделения токов усиливаемой э.д.с., а также э.д.с., возникающей при прохождении тока усиливаемой э.д.с. по изменяющейся индуктивности LI резонансными контурами, об20 разованными L, L, С,, С>, С3. Усиленный сигнал снимается с одной из диагоналей моста.
Происходящее при этом повышение чувст25 вительности можно объяснить следующим образом.
Э.д.с. измерительной обмотки LI датчика при воздействии на него постоянного Н и низкочастотного переменного Н :cos
237022 е = ЮЗ > Н = «2я о> и2„sin (2e О> f — 2„) + п=1
OG
+ — Н «» (2п u — 2) 1>.>„. sin (2и 1» — 2) t—
>> = 2 — — ц (2n «>+ l->), 2„sin (2n t>+ где W число витков измерительной обмотки; сечение сердечника датчика; амплитуда четной гармоники дифференциальной магнитной проницаемости; фазовый сдвиг соответствующей четной гармоники.
Ь
1.1 2п ;2n
1, = L +, „,сов(2то>1 —; „,), (2) Индуктивность L, измерительной обмотки датчика является функцией мгновенного значения поля возбуждения Н и ее разложение в ряд Фурье имеет вид где L — постоянная составляющая индуктивности;
Lz,, амплитуда четной гармоники и дуктивности.
Как следует из формул (1) и (2), в магнитомод> ляцио11ных датчиках мо>кно создать эффект параметрического усиления, поско Ibку номера гармоник э.д.с. и индуктивности отличаются друг от друга практически в целое
l0 число раз (I>)) 9), а глубина модуляции гармонических составляющих индуктивности может достигать больших з11ачений (0,7 — 0,8) в зависимости от поля возбуждения О
Предмет изобретения
Магнитомодуляционный датчик, содержащий сердечник из магнитомягкого материала, генератор возбуждения, обмотки измерительн> 10 и ьозб ждения, расположенные ня сер>о дечнике, ог.1ича>ои ийся тем, что, с целью поьышения его чувствительности к измеряемым магнитным полям, в нем измерительная обмотка, имеющая периодически изменяющуюся индуктивность от поля возбуждения, включе25 на в четырехплечий мост, образованнь1й двумя емкостями и дополнительной неизменяющейся индуктивностью, имеющей общую точку с измерительной обмоткой и емкостью, включенной в диагональ моста.
237022 н,.н
Составитель А. Г. Иванова
Редактор Б. Ь. Федотов Тсхред Л. Я. Левина
1;оррсктор Т. Д. Чунаева
Заказ 1153)20 Тирада 480 Подписное
Ц11И11Г1И 1(омитета по делам изоорстешп1 и открь1тий при Совете Л!ипист1»ов СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
