Устройство для косвенного измерения магнитной индукции

 

Класс 2le, 12

М втЬОа

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г. В. Брауде

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ 1йАГНИТНОЙ

ИНДУКЦИИ

Заявлено 9 ноября l951 г. за № А-962/447222 в Министерство промышленности средств связи СССР

Известные устройства для измерения магнитной индукции, в гсм числе устройства для косвенного ее измерения, содержащие обмотку, вводимую в исследуемое магнитное поле и приводимую в колебательное движение для наведения в ней электродвижущей силы, и электроизмерительный прибор, подключенный к этой обмотке, по габаритам обмотки не могут быть использованы для измерения в небольшом объеме порядка нескольких кубических миллиметров.

С,целью уменьшения габаритов обмотки до размеров, позволяющих производить измерение в требующемся объеме (порядка нескольких кубических миллиметров), предлагается .применить пьезокристалл, несущий закрепленную на его гранях обмотку и расположенный между электродами, присоединенными к источнику тока высокой частоты.

Колебания пьезокристалла создают быстрые изменения площади обмотки, пронизываемой исследуемым магнитным потоком.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства на фиг. 2 один из вариантов его конструктивного выполнения.

В устройстве применен пьезоэлектрический кристалл 1, например кварц, несущий обмотку 2, витки которой прочно скреплены с колеблющимися плоскостями кристалла. При возбуждении колебаний кристалла с помощью соответствующего высокочастотного электрического, поля, созцаваемого электродами 3, с этой же частотой изменяется и площадь обмотки 2, пронизываемой магнитным потоком, вследствие чего в ее витках возбуждается высокочастотное напряжение, пропорциональное составляющей магнитной индукции, перпендикулярной плсскостям витков, а также амплитуде и частоте колебаний кристалла.

Для получения максимальной амплитуды кристалла, последний сле чет возбуждать на его резонансной частоте. Напряжение, возбуждаемое в обмотке 2, даже при объеме кристалла 1 в несколько кубических миллиметров, совершенно достаточно для измеренич магнитного поля в несколько десяткбв гаус.

Благоприятным фактором является то обстоягельствс, что при уменьшении размеров кристалла падает предель;;.о воз;.ожнаи его амплитуда, ограпп ивь мая при резонансе допустимой деформацией кристалла, и одновременно в такой же степени растет резонансная частота кристалла, в связи с чем произведение амплитуды колебаний кристалла на частоту этих колебаний остается примерно тем же. Таким образом, напряжение, возбужденное в обмотке, при уменьшении размеров кристалла падает только из-за уменьшения площади и числа витков об мотк:<.

Обмотка может быть выполнена аа тонкой медной проволоки (диаметром 0,05 — 0,98 л м) прикрепляемой к граням кварца прочным клеем, или, что еще лучше, нанесена непосредсгвенно на грани ква.ща путем металлизации соответствующих штрихов на этих гранях.

Измерение напряжение на выходе обмотки 2 (порядка 2. 10 в ) само по себе не представляет трудностей, в особенности, если учесть, что это напряжение може быгь усилено примерно в сто раз в настроенном Hcl резонанс входном контуре лампового вольтметра. Затруднения, гднакc, могут возникнуть из-за электростатической наводки со стороны электрического поля, возбуждающего колебания кварца.

В aарианте устройства, представлеííîM на фиг 2, обеспечивается возможность уменьшения паразитной наводки.

Здесь кристалл 1 (кварцевый кубик) помещен R закрывающемся конце 4 латунной трубки 5 малого диаметра. Один пз проводов, подводящих напряжение высокой частоты к электродам, возбуждающим колебания кварца, пропущен внутри трубки (провод б, защищенный изоляцией 7). В качестве второго заземленного провода используется сама латунная трубка 5. Провода, присоединенные к концам обмотки 2, пропущены через небольшие отверстия у закрытого конца 4 трубки. Они должны быть проведены по внешней поверхности трубки 5 и экранированы таким образом, чтобы емкость между обмоткой и электродом, несущим напряжение высокой частоты, была сведена г величине, не вносящей существенных искажений в измерение магнитного поля.

Лучшие соотношения между полезным сигналом и паразитной наводкой могут быть получены .при применении в качестве пьезоэлектрического кристалла сегнетовой соли или титаната бария.

Предмет изобретения

1. Устройство для косвенного измерения магнитной индукции, содержащее обмотку, вводимую в исследуемое магнитное поле и приводимую в колебательное движение для наведения в ней электродвижущей силы, и электроизмерительный прибор, подключенный к этой обмотке, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения габаритов обмотки до размеров, позволяющих производить измерение в объеме порядка нескольких кубических миллиметров, обмотка закреплена на гранях пьезокрист алла, а последний помещен между электродами, к которым присоединен источник тока высокой частоты для возбуждения колебаний пьезокристалла, создаюгцпх быстрое изменение площади обмотки, ппьнизываемой магнитным потоком.

2. Устройство по и. 1, в котором витки обмотки нанесены непосредственно на грани пьезокристалла путем металлизации сделанных па эгих гранях штрихов.