Способ измерения вектора магнитного поля

О П И С А Н И Е 3873 О 6ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 17,111,1971 ( 1636068/18-10)с присоединецием заявкиПриоритетОпубликовано 21.И.1973. Бюллетень27Дата опубликования описацця 2 б.Х 11,1973 М. Кл. б 01 г 33/02 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий УДК 621,317,44 (088.8) РГ 1-,4 лЪ,А. Тер-Хачатуров,Авторыизобретения О. А. Дмитревский, А, М, Мелик-Шахназаров, А М, Е. Фридман и В, Л, Фукс Научно-исследовательский и проектный институтЗаявитель Нефтехимавтомат СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОГО ПОЛЯ 1Изобретение касается способов измерения вектора магнитного поля.По известным способам измерения интенсивность поля определяется по выходному сигналу чувствительного к полю элемента. При этом статические возмущения (изменения температуры, влажности, старения и пр.) носят характер низкочастотных помех, влияющих на чувствительность и порог чувствительности. Угол направления поля измеряют обычно косвенным способом, а именно путем измерения составляющих поля по двум (трем) направлениям, Далее преобразовывают полученные величины для исключения из них интенсивности поля и выдачи сигнала, пропорционального углу. Налииче естественной диаграммы направленности у некоторых датчиков (например, феррозондов) с успехом используются при измерениях.Предлагаемый способ обеспечивает непосредственное получение сигнала, пропорционального углу и исключает необходимость промежуточных преобразований составляющих поля, что повышает точность и упрощает схему.Для этого чувствительный элемент, например ферромагнитное кольцо с равномерно нанесенной обмоткой, реагирующий на скалярную величину поля, помещают, кроме измеряемого, в подмагничивающее вращающееся поле и по сдвигу фаз между выходным сигналом, промодулированным по синусоидальному закону, и опорным сигналом судят о направлении вектора магнитного поля.Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом и состоит в следующем.5 Для измерения используют чувствительный элемент, реагирующий на скалярную величину поля. При помещении этого элемента в измеряемое поле его выходной параметр остается постоянным при угловом перемеще нии в поле. Для того чтобы чувствительныйэлемент реагировал на угловое перемещение в поле, его помещают во вспомогательное вращающееся круговое поле. Теперь на чувствительный элемент воздействуют одцовре менно два поля - измеряемое и измерительное вращающееся. При совпадении полей по направлению воздействие их на чувствительный элемент максимально, а при встречном их расположении - минимально.20 Так как вектор вспомогательного поля непрерывно вращается, то выходной параметр чувствительного элемента модул ируется по закону, близкому к гармоническому.Суммируя магнитные потенциалы изеряе мого поля Н, и вспомогательного поля Нполучают выражение для напряженности результирующего поля Нр: Но + Н соз (я + со 8)30где со - угловая скорость вращения поля Но,а - измеряемый угол,387306 15 Составитель Л. УстиноваТекред 3. Тараненко Корректор Л. Новожилов Редактор Ивано Изд.974 Тираж 755 сударственного комитета Совета Министр по делам изобретений н открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 5За 37,3 ЦИИИПИ о пнсно Типография, пр. Сапунов Выходной параметр чувствительного элемента Р как функция внешнего поля оказывается промодулированным по гармоническому закону Р ЙНр: ЙНО 1 + соя (х + О 1 г)Ооо где Й - коэффициент пропорциональности.Модулирующая несет информацию об угловом расположении датчика относительно поля и о величине последнего, а именно сдвиг фазы модулирующсй относительно фазы опорной синусоиды прямо пропорционален измеряемому углу, а амплитуда модулирующей прямо пропорциональна интенсивности поля.Благодаря модуляции, осуществляемой в чувствительном элементе, усиление сигнала производится па его частоте. Это упрощает схему и способствует минимизации фазовых искажений при усилении,Сведение измерения интенсивности и угла паправлепия постоянного магнитного поля к измерению переменного поля благоприятно сказывается в отношении помехозащищенности схемы, так как помеха в данном случае легко отфильтровывается от полезного сигнала (модулирующей). Г 1 римсром чувствительного элемента, реагирующего на скалярную величину поля, может служить кольцевой ферромагнитный сердечник с равномерно по окружности нанесен пой измерительной обмоткой, возбуждаемойвысокочастотным током. Благодаря совместному действию полей О, и Н, дифференциальпая магнитная проницаемость сердечника модулирустся по гармоническому закону.10 Соответственно оказывается промодулированной индуктивность обмотки. Предмет изобретения Способ измерения вектора магнитногополя, отличаюгггггйся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, чувствительный элемент, например ферромаг нитное кольцо с равномерно нанесенной обмоткой, реагирующий па скалярную величи.ну поля, помещают, кроме измеряемого, в подмагннчивающее вращающееся поле и по сдвигу фаз межчу выходным сигналом, про модулированным по синусоидальному закону, и опорным сигналом судят о направлении вектора магнитного поля.