Датчик напряженности магнитного поля

1 ц 545940 Союз Советских Социалистических РесвуоликОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 27.04.77(51) М.Кл.2 С 01 К 33/02 Государственнмй комитет Совета Министров СССР т 53) УДК 621,317.44(088,8) ло делам изобретений и открытий(54) ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к области электро- измерительной техники, а именно,к устройствам, предназначенным для измерения слабых магнитных полей как постоянных, так и переменных.Известны датчики напряженности магнитных полей, используемые в радио и электротехнических установках и приборах и содержащие ферромагнитный цилиндрический сердечник, вдоль продольной оси которого намотана обмотка возбуждения, пьезоэлектрический кристалл с двумя выходными электродами и генератор 1.Однако эти датчики обладают малой чувствительностью, например, из-за трения в подшипнике и в штифтовых соединениях и наличием амплитудного выхода. Кроме того, пьезоэлемент в таких датчиках используется пассивно, что приводит к большим потерям возбуядаемой ЭДС из-за большого внутреннего сопротивления кварца.Цель изобретения - повышение чувствительности датчика.Достигается это тем, что датчик напряженности магнитного поля, содержащий авто- генератор, подключенный к чувствительному элементу, выполненному в виде биморфного ,пьезоэлектрического вибратора, подключенного к автогенератору, снабжен тремя ферромагнитными стержнями, расположенными перпендикулярно вибратору, средний из которых соединен с вибратором и двумя ферромагнитными, кольцами с обмотками, каждоеиз них охватывает конец среднего и крайнего5 стержней с обмотками, причем обмотки ферромагнитных колец соединены между собойпоследовательно-встречно.На фиг. 1 изображено магнитное поле, общий вид; на фиг. 2 - чувствительный элемент, который представляет собой биморфный пьезоэлектрический вибратор.Датчик напряженности магнитного полясостоит из ферромагнитных стержней 1, 2, 3,ферромагнитных колец 4, 5, катушек индуктивности б, 7, пьезоэлектрического вибратора8 с изгибнымн колебаниями н автогенератора 9,Чувствительный элемент представляет собой пьезоэлектрический вибратор 8, состоящий из двух пьезокварцевых пластин 10, расположенных одна над другой, с нанесеннымина их основание поверхности электродами,внутренние электроды 11 спаяны, а внешниеэлектроды 12 соединены электрически, трех25,ферромагнитных стержней 1, 2, 3 и двух ферромагнитных колец 4, 5, представляющихсобой единую конструкцию (установочныеконструктивные элементы не принципиальныи на фиг, 1 не показаны). Причем среднийЗО ферромагнитный стержень 2 жестко соединенс вибратором 8 (например, приклеен), второй конец которого установлен на основание и прочно закреплен на опоре, выполненной из немагнитного электроизоляционного материала. Внутри ферромагнитных колец 4, 5 намотаны катушки индуктивности б, 7, соединенные между собой последовательно- встречно.Датчик работает следующим образом.Биморфный пьезоэлектрический вибратор 8 возбуждается автотенератором 9, так что в нем возникают изгибные колебания, За счет этих колебаний начинает качаться и стержень 2, жестко соединенный с вибратором 8, изменяя величину зазоров меиду ферромагнитными стержнями 1 - 2 и 2 - 8. При изменении величины зазоров между стержнями 1 - 2 и 2 - 8 в обмотках катушек индуктивности б и 7 наводится ЭДС индукции, которая зависит от числа витков обмотки, величины изменения зазора и от скорости изменения зазора, то есть от частоты колеоаний вибратора 8. Обмотки должны быть соединены так, чтобы ЭДС индукции в обеих катушках складывались.Использование двух датчиков во взаимно перпендикулярных плоскостях дает возможность определить направление на возмущающий объект, а применение системы пз трех предлагаемых датчиков, разнесенных на некоторое расстояние (базу), позволяет с высокой точностью осуществить пеленгование воз мущающего объекта.Формула изобретенияДатчик напряженности магнитного поля, 10 содержащий автогенератор, подключенный кчувствительному элементу, выполненному в виде биморфного,пьезоэлектрического вибратора, подключенного,к автогенератору, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью, повышения 15 чувствительности датчика, он снабжен тремяферромагнитными стержнями, расположенными перпендикулярно вибратору, средний из которых соединен с вибратором и двумя ферромагнитными кольцами с обмотками, каж дое из них охватывает конец среднего икрайнего стержней с обмотками, причем обмотки ферромагнитных колец соединены между собой последовательно-встречно.25 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1.,Патент США3564402, кл. 324 в ,1971 (прототип).