Устройство для измерения постоянного магнитного поля

(19) (11) З(51) С О 1 К 33 щ,сс.сМ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСН о ойств тли лина ряет м, что довлет Ь линии задержки соотношению) 1: Р/ где С - длит отре после 1льность ульса тоотностьзадержки то,рений о нно соотве ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Харьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени и ордена Дружбынародов государственный университетим. А.М,Горького(56) 1. Авторское свидетельство ССС9 585459, кл.С О 1 К 33/02, 982.2. Авторское свидетельство СССРВ 700846, кл.С 01 В. 33/02, 1982(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ,содержащее генератор импульсов,зок металлического проводника,довательно соединенные акустическийдетектор и измерительный приборт л и ч а ю щ е е с я тем, чс целью повышения точности изме при одновременном расширении диапазона измеряемых полей, в него дополнительно введена линия задержки,вход которой соединен с одним из торцов отрезка металлического проводника, к которому одновременно подклю-чен первый выход генератора импульсов, второй выход которого связанс вторым торцом отрезка металлического проводника, при этом акустический детектор размещен на выходе линии задержки, а измерительный прибор синхронизирован с генераторомимпульсов. ка;в , модуль Юнга и п материала линииОднако данное устройство неможет быть использовано в широкомдиапазоне более О, Т ) измеряемыхмагнитных полей с достаточной точ 5 1 26906Изобретение относится к устройствам для измерения напряженности магнитных полей, в частности для определения концентрации магнитного поля в воздушных зазорах, 5Известно устройство, содержащее металлический проводник, генератор импульсов тока, высокочастотную катушку, усилитель, измерительный прибор, Генератор импульсов тока под- О соединен к катушке, размещенной на проводнике, Генератор посылает радио- импульсы на катушку, в результате чего на поверхности проводника наводятся вихревые токи, которые, взаи модействуя с измеряемым полем, возбуждают ультразвуковые сигналы в проводнике, которые вызывают колебания проводника. Это приводит к появлению на его поверхности вторичных 20 вихревых токов, которые характериР зуют измеряемое магнитное полеНедостатком известного устройства является значительная мощность возбуждения при измерениях сильных 25 полей, при этом поверхность проводника разогревается вихревыми токами, что искажает результаты измерений.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, электромехаи; " ческий преобразователь и проводник, на конце которого размещен акустический детектор, подключенный к измерительному прибору. Генератор импульсов нагружен на электромеханический преобразователь, размещенный на конце проводника, представляющего собой ферромагнитный стержень. При работе устройства в проводнике возбуждаются ультразвуковые волны, которые распространяются по проводнику и воспринимаются акустическим детектором. При внесении проводника в магнитное поле происходит его намагни А 5 чивание, вследствие чего изменяется скорость распространения возбужденных ультразчуковых волн в ием и. соответственно, изменяется напряжение на акустическом детекторе, ко б торое фиксируют измерительным прибором. Измерение выходного сигнала пропорционально напряженности магнитного поля 2 ностью, так как с увеличением напряженности магнитного поля намагниченность ферромагнитного материала проводника перестает линейно зависеть от величины магнитного поля, а следовательно, и скорость звука в ферромагнитном проводнике, помещенном в магнитное поле, будет с меньшей точностью соответствовать измеряемой величине магнитного поля.Цель изобретения - повьгшение точности измерений при одновременном расширении диапазона измеряемых полей.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор импульсов, отрезок металлического проводника, последовательно соединенные акустический детектор и измерительный прибор, дополнительно снабжено линией задержки, вход которой соединен с одним из торцов отрезка металлического проводника, к которому одновременно подключен первый выход генератора импульсов, второй выход которого связан с вторым торцом отрезка металлического проводника, при этом акустический детектор размещен на выходе линии задержки, а измерительный прибор синхронизирован с генератором импульсов.Длина линии задержки . Удовлетворяет соотношениюг,г. -ГЕ/где- длительность импульса тока; Е и о в . модуль Юнга и плотность материала линии задержки соответственно.Использование генератора. импульсов и подключение к нему проводника позволяет через этот проводник пропустить импульс тока. При размещении проводника в измеряемом магнитном поле на участок провдинка с током действует обьемная иестациоиарная сила Ампера со стороны магнитного поля. Эта сила, кратковременно деформируя участок проводника, вызывает и нем импульсные ультразвуковые игналы, амплитуда которых пропорциональна величине магнитного поля. Размещение акустического детектора иа линии задержки длиной й торца проводника, подключенного к генератору импульсньх токов, дает воэможность защитить иэмьритслиую1126906 цепь от электромагнитных помех,сопровождающих импульс тока, чтопозволяет измерять магнитные поляв широком диапазоне 10 З Т - 20 Т)без снижения точности. Ограниченияна диапазон измеряемых магнитныхполей накладывают только контактныетоковые шумы (нижний предел измерений ) и возникающие в проводнике пластические деформации верхний пределизмерений).На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1импульсов токов, соединенный с двумяторцами отрезка металлического проводника 2, линию 3 задержки, укрепленную на одном из торцов проводника 2, и имеющую на другом торце акустический детектор 4, измерительный прибор 5, соециненный с акустическим детектором 4 и генератором1 импульсов токов, Устройство снабжено опорами Ь, позволяющими расположить участок 7 проводника 2 в измеряемом магнитном поле М. Проводник2 может быть изготовлен, например;иэ медной проволоки.Устройство работает следующимобразом,4Провсдник 2 размещают в постоянном измеряемом магнитном поле и пропускают через его торцы ток от генератора. На участок 7 проводника2 действует сила Ампера, вызывая деформации сдвига, которые приводятк возбуждению ультразвуковых волн,поступающих на акустический детектор4 через линию 3 задержки, сигналс которого 4 регистрируется измери-тельным прибором 5,Базовым объектом для измерения магнитных. полей являешься прибор комбинированный цифровой Щ. в основу которого заложен способ измерения магнитных полей с использованием датчика Холла, Этот прибор позволяет измерять магнитную индукцию полей в диапазоне 2-200 шТ, так как с ростом магнитного поля нарушается линейный характер зависимости ЭДС Холла от измеряемой величины магнитного поля. Изобретение позволяет расширить диапазон измеряемых полей до 20000 тТ, при этом полученная точность измерений не хуже, чем у базового образца.