Устройство для измерения направления вектора напряженности магнитного поля

22 ОБЗО Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-явлено 08.Х.1966 ( 110641826-1 с присоединением заявкиКомитет по ледам зобретений и открыти при Совете тйиниотров СССР1 К Ст 01 сДК 621.317.44(088,8) риоритет Опубликовано 28 т 11.1968, БюллетеньДата опубликования описания 20,1 Х,196 Авторыизобретени Б, И. Гуревич и М. Е, фридман Азербайджанский институт нефти и химии им. М. АзизбековаЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОР ЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ мотанной по всей ия и двумя иденами 4 и 5, сдви. Каждая из втот из двух равных но, что устраняет дечник 2 из пермаллоя с на длине обмоткой т возбужден тичными вторичными обмотк нутыми в пространстве на 90 5 ричных обмоток 4 и 5 состои половин, включенных встреч нечетные гармоники. При питании обмотки возб частотой со дифференциальна 0 ницаемость сердечника рст военной частотой 2 со и на вь 4 и 5 возникает напряжение тоты.уждения током с я магнитная просзменяется с удходных обмотках удвоенной часто = Ьзтггзтп 2 со 1 з = Гзпгзт 2 а 1. 15 а на датчик 1 воздействует мплитуды напряжений l в функции от угла поворо ля Н относительно датчик са и косинуса нешн с 1 з а а -1 пое по- тзмелеН,а няются тора по н синч век- ако 20 11 т з 1 п 2 со 1 Ыпа Сlзттг з 1 п 2 со 1 сова,25где асительЕсли тно ства б0 сител оо. Изобретение относится к оных измерений.Известные устройства для измерения направления вектора напряженности магнитного поля, выполненные на магнитомодуляционных элементах, чувствительны к колебаниям тока и частоты возбуждения и требуют их высокой стабилизации.Предложенное устройство позволяет устранить погрешность от нестабильности тока возбуждения датчика. Это достигается тем, что в нем измерительный датчик снабжен двумя взаимно перпендикулярными вторичными обмотками, подключенными через фазосдвигающее устройство к сумматору, выход которого через последовательно включенные избирательный усилитель и формирователь импульсов соединен с одним из входов триггера, причем на другой вход триггера через усилитель- ограничитель подано опорное напряжение.На фиг, 1 приведена схема измерительного магнитомодуляционного датчика; на фиг. 2 - схема эталонного магнитомодуляционного датчика; на фиг. 3 - блок-схема описываемого устройства; на фиг, 4 и 5 - векторные диаграммы выходных напряжений измерительного и эталонного датчиков относительно опорного чапряжения,Измерительный м а гнитомодуляционный датчик 1 представляет собой тороидальный сер - угол поворота вектора поля Но датчика 1. с помощью фазосдвигающего ус двинуть эти напряжения Сз и с/з о друг друга на 90 и затем их40 45 50 55 суммировать, то в результате получается напряжение Ьвых представляющее собой вектор, угол сдвига которого относительно опорного напР 5 иыциЯ 11 в опРеделлетсЯ Углом между. вектором поля Й и нулевой линией датчика 1 (фиг. 4).Такой фазовый метод измерения исключает погрешность от изменений тока возбуждения датчика 1, так как угол и между векторами С/вых И Го, ОСтаЕтСЯ НЕИЗМЕННЫМ.Помимо измерительного магцитомодуляционного датчика устройство содержит эталонный датчик 7, идентичный измерительному датчику 1, цо экранированный от измеряемого поля Н и снабженный лишь одной парой вторичных обмоток 8 и 9 (фиг. 2). Обмотки возбуждения измерительного 1 и эталонного 7 датчиков включены последовательно. На эталонном датчике размещена также обмотка 10 подмагничивания, которая питается постоянным током и создает магнитное поле Н, посгоянное по величине и направлению. Поэтому выходное напряжение эталонного датчика 7 1/вых, ИМЕЕТ ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ПОСтОЯННЫй УГОЛ сдвига р относительно опорного напряжения 1 олПри воздействии на измерительный датчик 1 магнитного поля Н на выходных обмотках 4 и б датчика появляются напряжения удвоенной частоты lх и с которые подаются на фазосдвигающее устройство б и сдвигаются на 90 относительно друг друга, Затем эти сдвинутые по фазе напряжения суммируются на сумматоре 11 и результирующее напряже- НИЕ Ьвых, ПОДастСЯ На ИвбИРатЕЛЬНЫй УСИЛИ- тель 12, Угол сдвига фаз этого напряжения относительно опорного Со определяется углом между вектором поля Н и нулевой линией датчика 1. Отфильтрованное напряжение поступает на формирователь 13 прямоугольных импульсов, дифференцируется и проходит на вход триггера 14. Опорное напряжение удвоенной частоты Ьо, полученное в результате двухполупериодного выпрямления напряжения возбуждения, подается на усилитель- ограничитель 15, дифференцируется и посту пает на второй вход триггера 14 (фиг. 3),Ширина импульсов на выходе триггера 14 пропорциональна углу сдвига фаз между из- МЕРЯЕМЫМ НаПРЯжЕНИЕМ Ьвых И ОПорНЫМ 11 о , т. Е. ПРОПОРЦИОНаЛЬНа УГЛУ ПОВОРОта вектора магнитного поля Н относительно нулевой линии измерительного датчика 1. 5 10 15 20 25 30 35 Угол сдвига фаз в ширину импульса преобразуется для удобства передачи по каналусвязи. За нулевую линию датчика условнопринимается такое поло 5 кецие измерительногодатчика 1, когда векторы выходцых напряжеНИЙ Ьвых, И Гвых, СДВИНУТЫ На РаВНЫй УГОЛотносительно опорного напряжения Ьо , т. е.р - у (фиг. 5).Угол поворота вектора магнитного поля Нотсчитывается как разность углов с учетомзнака: и=р - у, Ина 1 е говоря, измеряетсяУГОЛ МЕЖДУ ВЕКтоРаМИ Ьвы, И С вых, ОДИНиз которых постоянен, а другой отображаетнаправление вектора измеряемого магнитногополя Н.Нестабильность частоты тока возбуждения,изменения температурного режима искажаетфазовую характеристику избирательного усилителя, в результате чего вносится погрешность - О в измерение фазы напряжения датЧИКИ 1 - Ь вых,Поэтому предусматривается периодическоеизмерение фазы выходного напряжения эталонного датчика 7 - живых, через тот же из.мерительный тракт при помощи переключателя 1 б. При этом погрешность измерения фазыО, вносимая избирательным усилителем, будетобшей и для измерительного 1 и для эталон.ного 7 датчиков, т. е, а= - у= ф - О) - (Т - О)(фиг, 5),Таким образом, фазовый метод измеренияисключает погрешность от колебаний тока возбуждения, а наличие эталонного датчика 7 идифференциальный метод измерения - погрешность от колебаний частоты тока возбуждения датчика, измерения параметров схемы,Предмет изобретен и яУстройство для измерения направления вектора напряженности магнитного поля, содержащее измерительный и эталонный магнитомодуляционные датчики и индикаторный блок, отличающеее 51 тем, что, с целью устранения погрешности от нестабильности тока возбуждения датчика, в цем измерительный датчик снабжен двумя взаимно перпендикулярными вторичными обмотками, подключенными через фазосдвигающее устройство к сумматору, выход которого через последовательно включенные избирательный усилитель и формирователь импульсов соединен с одним из входов триггера, причем ца другой вход триггера через усилитель-ограничитель подано опорное напряжение.О ой Составитель С. Лукинскаяехред Л, Я. Левина Корректор А, П, Василье Грузов акт ипография, пр. Сапунова,аказ 2613/9 Тираж 530 ПодпнсноЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Мшшстров ССС Москва, Центр, пр. Серова, д. 4