Устройство для измерения величины и направления внешних магнитных полей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >974308 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 08.06. 71 (21) 1663286/18- 10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5.1)M. Кл.

G 01 R 33/02

1оеударствениый комитет

СССР ио делан изобретений и открытий

ОпУбликовано 15. 11.82. Бюллетень J% 42

Дата опубликования описания 15. 11 (53) УДК 621. 317. .44 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Панов и А. П. Салмин

«Л Г 1тТ„„ : " 4МНм

Иьлмо! алА

Ульяновский научно-исследовательский и проектнотехнологический институт машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

И НАПРАВЛЕНИЯ ВНЕШНИХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и к элементам авто--, матизации производственных процессов и предназначено, в частности, для измерения неоднородности магнитного поля и для определения наличия направления магнитного поля от локальных источников, например, от постоянных магнитов, устанавливаемых на механизмах.

Известные устройства аналогичного назначения, содержащие сердечники из магнитомягкого материала и намотанные на них обмотки, обладают низкой чувствительностью, особенно при питании напряжением промыш- з ленной частоты 50 Гц, не защищены от влияния внешних однородных полей (магнитное поле Земли и т.ll,) и не определяют направление магнитных по20 лей.

Предла гаемое изобретение свободно от указанных недостатков за счет выполнения блока питания устройства

2 в виде Z-образной цепи диодов, один конец которой соединен с одним выводом обмотки возбуждения и через конденсатор, точку соединения двух диодов Z-образной цепи и тиристорс другим ее выводом, а другой конец через резистор связан с управляющим электродом тиристора и через нагрузочный резистор с выводом рабочей обмотки и одновременно через выходной тиристор с другой точ. кой соединения двух диодов 2-образ" ной цепи, причем управляющий электрод выходного тиристора подключен к другому выводу рабочей обмотки, На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2— условное изображение переходных про" цессов при разряде конденсатора, поясняющее принцип определения направления контролируемого магнитного поля.

Устройство состоит иэ феррозонда с двумя разомкнутыми сердечниками 1.

3 97430

На конце каждого сердечника намотаны обмотки возбуждения 2. Сердечники 1 с обмотками 2 скреплены друг с другом и поверх на концы намотаны рабочие обмотки 3, которые соединены встречно-последовательно и их сигнал подается на цепь управления тиристора 4. Обмотки 2 соединены с тиристо" ром $ и конденсатором 6.- При открывании тиристора g конденсатор 6 разря- 1о жается на обмотки 2. По цепи : диод

7 - конденсатор 6 - диод 8 в один полупериод происходит заряд конденсатора 6, а по цепи: резистор 9тиристор 5 - диод 10 в другой полу- 1S период подается сигнал открывания на тиристор 4.

Работа датчика заключается в слеачюшем.

При подаче переменного напряжения 2о питания Цп частотой 0 Гц конденса" тор 6 каждый период разряжается на обмотки 2,которые создают магнитные потоки ф (фиг.2),характеризующиеся крытым передним и пологим задним 25 фронтами. В каждой обмотке 3 эти "потоки создают ЭДС Е и Е ", причем передние фронты возбуждают короткие импульсы большой амплитуды, а задние фронты возбуждают импульсы боль- зв шой длительности, но малой амплитуды, которыми можно пренебречь, т.е. сигнал получается полярный. При отсутствии внешнего магнитного паля эти импульсы взаимно компенсируются и на выходе каждой из обмоток 3 напряжение отсутствует. При подмагничивании сердечников 1 внешним магнитным полем их магнитная проницаемость изменяется. ю

В результате в обмотках 3 появляется разность ЭДС Е - Е", причем ее знак определяется направлением внешнего магнитного поля.

Если внешнее поле является одно родным, то сердечники подмагничены по своей длине равномерно и разности

ЭДС, наводимые в обмотках 3, одинакоВ61, а поскольку обмотки 3 включены встречно, то выходной сигнал, подаваемый на тиристор 4, равен нулю. Ес" ли же внешнее поле по длине датчика неоднородно, например от магнита 11, то правые и левые концы сердечников подмагничены неодинаково и на цепь управления тиристора 4 поступает сигнал, пропорциональный величине неоднородности внешнего магнитного поля и, если полярность поступающего сигнала согласована со входом тиристора

4, по последний открывается и подает рабочее напряжение на нагрузку 12.

При обратной полярности тиристор 4 остается закрытым. Сигнал выхода, поступающий на вход тиристора 4, является положительным или отрицательным, (в зависимости от направления внешнего магнитного поля), величиной в десятки вольт по амплитуде, но малой длительности. Поэтому основное назначение тиристора 4 — это расширение выходного сигнала и индикация направления внешнего магнитного поля, Формула изобретения

Устройство для измерения величины и направления внешних магнитных полей, содержащее феррозонд с двумя разомкнутыми сердечниками, на концы которых намотаны две согласно-последовательно включенные обмотки возбуждения и встречно-последовательно соединенные рабочие обмотки, блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, блок питания устройства выполнен в виде

Z-образной цепи диодов, один конец которой соединен с одним выводом обмотки возбуждения и через конденса- тор, точку соединения двух диодов

Z-образной цепи и тиристор - с другим ее выводом, а другой конец через резистор связан с управляющим электродом тиристора и через нагрузочный резистор с выводом рабочей обмотки и одновременно через выходной тиристор с другой точкой соединения двух диодов Z-образной цепи, причем управляющий электрод выходного тиристора подключен к другому выводу рабочей обмотки.

9743 8

l г с »

Ъ

Составитель Л. Устинова

Редактор К. Иолощук Техред С.Мигунова Корректор M.Коста

Подписное

Заказ 86gO/64 1ираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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