Индукционный датчик переменного магнитного поля

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г и;" и

Союз Советских

Социалистических

Республик. 1,1„,ЯЯ99, (6I) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 13.05.7 7 (21) 2485 318/18-21 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликоваио 05.04.7Ююллетень № 13

Дата опубликовании описания 09.04.7S (51) М. Кл. (; 01 и 33/02

Гевудврствйикмй кймкпт

СССР по делам нзобраенхй и вт«Рмткй (53) УЙК 621.317.. 44 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Корабельщиков и E. Н. Якушкин (И) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК

ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения напряженности переменных магнитных полей.

Известны устройства для преобразования и измерения напряженности перемен- 5 ных магнитных полей, выполненные в виде колец Гемгольца $1j

Однако точность работы таких уст- ройств недостаточна.

Из известных устройств наиболее близ- 1В ким по технической сущности является устройство, содержащее непрерывную кругЪ лую индукционную обмотку пространственно-функциональной или цилиндрической формы f2j т5

Недостатком известных устройств является низкая точность при стационарных измерениях. Это обьясняется следуюшими пр ичи нами.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) таких устройств имеет вид резонансной кривой 1 с максимумом выходного сигнала на частоте резонанса UD+ которая определяется индуктивностью и собственной емкостью обмо-ки устройства. Из-за соображений минимальной нелинейности АЧХ в рабочем частотном диапазоне измерений последний выбран на нижней части восходящей ветви АЧХ. Причем верхняя граничная частота рабочего диапазона b.Щ, как правило, составляет при этом приблизительно 1/2-1/3 от собственной резонансной частоты Юо обмоткии.

При таком режиме работы невозможно применять эти устройства без специальной градуировки в процессе измерения при помоши устройств, создающих известаую напряженность переменного магнитного поля (например, Колец Гельгольца"), так как величина выходного сигнала U gb g является функцией двух независимых переменных ОВЬ, = F ((Ю, Н ), где сб- частота

Н вЂ” напряженность, а чтвствительнос ть и линейность АЧХ в рабочем частотном диапазоне недостаточны. Кроме того, они обладают «egoc655999 витка; тагочной помехоустойчивостью, что объя- мотки при HK расположении относительно .сняегся наличием ьысокоцоброгного резо- друг друга концентрично в параллельных нансного пика АЧХ за рабочим частотным плоскостях, ее АЧХ имеет вич кривой 2 циапазоном сХЫ „, где амплитуда в десяг- на фиг. 2 с двумя разнесенными горбами ки и сотни раз может превышать амплиту- 3 на частотах Жс,2 и Ю, которые опрецеду сигнала в рабочем часгогнам диапазо- ляюгся числом витков частей обмотки Ж не, в связи с чем происходиг наложение и Ж2 и их диаметром, г.е. Их индукгивпереходных процессов, возникающих в об- носгями. ласти частот около резонансной, на полез- Как известно, форма АЧХ измерительный информационный сигнал в области ра- 36 ной колебательной системы dQBHcHr or бочих частот. вносимого B нее затухания (добротности),, Это снижаег точность измерения. которое в свою очередь зависит or велиЦелью изобретения явлчегся повышение чины активного сопротивления потерь. точности измерения напряженности переменных магнитных полей. В связи с этим, изменяя сопротивления

Эта цель достигается тем, что в дат- резисторов 3 и 4, г.е. изменяя добротчике содержащем непрерывную круглую ин- ность частей 1 и 2 обмотки,можно измедукционную обмотку, помещенную в элекг- нять форму АЧХ индукционного датчика. росгагический экран, индукционная обмотка выполнена из двух частей, намотанных

26

При определенных значениях сопрогивв противоположных направлениях и распо- лений резисторов 3 и 4 форма АЧХ имеет ложенных концентрично в параллельных вид кривой 3 на фиг. 2. Согласно закону плоскостях, а выходные концы обмотки со- Фарадея при изменении магнитного потоединены с двумя последовательными ре- ка, пронизывающего замкнутый контур, в зисгорами, гочка соединения которых под- последнем находится ЭДС, определяемая

25 ключена к точке соединения частей обмот- соотношением ки. 8=,О. ИИ 59JHcosm, На фиг. 1 дана схема индукционного где Д вЂ” магнитная проницаемость средатчика; на фиг. 2 — графики АЧХ, поясТ няющие принцип работы устройства. @= @ + ц - число витков ин 2 датчик содержит индукционную непре- дукпионной обмотки; рывную обмотку, состоягцую из двух час- 9 — площадь поперечного сечения тей 1 и 2, имеющий противоположные направления намотки и разное число витков (Ю- ч ас то та измеряемого поля;

W и W расположенных концентрично в Н вЂ” напряженность переменного параллельных плоскостях. При измерении магнитного поля. плоскости витков ориентируются перпенди- При полученной форме АЧХ (кривая кулярно вектору измеряемой напряженнос- 3 на фиг. 2) датчика амплитуда выходги Н переменного магнитного поля (маг- ного сигнала (а, следовательно, и чувст40 нитной компоненты H напряженности элект- вительность) при одном и том же значеромагнигного поля с направлением его нии измеряем ой í а пряж ен нос ги пос тоя и н а распространения 5 и электрической состав- и линейна в рабочем частотном диапазоляющей поля Е). Выходные концы обмотки не Ь(2, что позволяет проводить ее соединены с двумя последовательно соеди- градуировку только в процессе изгоговле45 ненными резисторами 3 и 4, точка соеди- ния. Как показали экспериментальные даннения которых подключена к точке соеди- ные, линейность АЧХ в рабочем частотном нения частей обмотки. диапазоне датчика в 2 — 2,5 раза выше, С целью устранения антенного эффек- чем у прототипа. При сравнении их АЧХ га" обмотка и резисторы помещены в (фиг. 2 кривые 1 и 3) видно, что амплиэлектростатический экран 5, выполненный туда выходного сигнала в рабочем диапаиз металла с высокой элекгропроводно- зоне ЬИ>2 устройства выше максимальной стью и являющийся одновременно корпусом амплитуды выодного сигнала в рабочем ус гройс тва. частотном диапазоне ЬИ) известных устУстройсгво работаег следующим обра- ройств. Отсутствие острых высокодоброгзом.. ных резонансных пиков АЧХ в предложенПри выполнении индукционной обмотки ном датчике повышаег его помехоусгойиз двух частей, имеющих разное число чивосгь, а следовательно и точность извитков 9/ и \Я и разные направления на- мерений.

1 2, 655999

Составитель E. Ïàíèëèíà

Редактор Л. Утехина Техред 3. Фанта Корректор M. Hollo

Заказ 1 51 Of 36 Тираж 1 Щ9 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская «a6., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Индукционный да чик переменного магнитного поля, содержа ций непрерывную круглую индукционную обмотку, помещен- 3 ную в электростатический экран, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения обмотка выполнейа из двух частей, намотанных в противоположных направлениях и расположен» ных конценгрично в параллельных плоскостях, а выходные концы обмотки соединены с двумя последовательными резисторами, точка соединения которых подключена к точке соединения частей обмотки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Справочник по радиоэлектронике.

Под ред. А. A. Куликовского, r.1, М., "Энергия, 1967, с. 296-297,,рис. 72-3.

2. Авторское свидетельство СССР

J4 409157, Я 01 R 33/00, 1973.