Устройство для измерения величины и направления внешних магнитных полей

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 974308во делан изобретений и открытийОпубликовано 15, 11,82, Бюллетень 1 те 42 Дата опубликования описания 15. 11.82(72) Авторы изобретения А. П, Панов и А, П, Салминл Г 1 ттии1 щф 4 н надю 1 З ф 1 флМО лА Ульяновский научно-исследовательский и проектнотехнологический институт машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ВНЕШНИХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 1Изобретение 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 аналогич о ного 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.п.) и не определяют направление магнитных по 20 лей.Предлагаемое изобретение свободно от указанных недостатков за счет выполнения блока питания устройства 2в виде 2-обраэной цепи диодов, один конец которой соединен с одним выводом обмотки возбуждения и через конденсатор, точку соединения двух диодов 2-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 1.397430Яа конце каждого сердечника намотаныобмотки возбуждения 2. Сердечники 1с обмотками 2 скреплены друг с другом и поверх на концы намотаны рабочие обмотки 3, которые соединенывстречно-последовательно и их сигналподается на цепь управления тиристора 4. Обмотки 2 соединены с тиристо"ром 5 и конденсатором 6, При открывании тиристора 5 конденсатор 6 разряжается на обмотки 2. По цепи : диод7 - конденсатор б - диод 8 в одинполупериод происходит заряд конденсатора 6, а по цепи: резистор 9 тиристор 5 - диод 10 в другой полупериод подается сигнал открывания натиристорРабота датчика заключается в сле"дчюшем,При подаче переменного напряжения 20питания Цп частотой 50 Гц конденса"тор 6 каждый период разряжается наобмотки 2,которые создают магнитныепотоки ф (Фиг.2),характеризующиесякрытым передним и пологим задним 2 Зфронтами. В каждой обмотке 3 эти "потоки создают ЭДС Е и Е ", причем передние Фронты возбуждают короткиеимпульсы большой амплитуды, а задние Фронты возбуждают импульсы боль- з 0шой длительности, но малой амплитуды, которыми можно пренебречь, т,е.сигнал получается полярный. При отсутствии внешнего магнитного паляэти импульсы взаимно компенсируются ина выходе каждой из обмоток 3 напряжение отсутствует. При подмагничивании сердечников 1 внешним магнитным полем их магнитная проницаемостьизменяется.40В результате в обмотках 3 появляется разность ЭДС Е - Е", причем еезнак определяется направлением внешнего магнитного поля,Если внешнее поле является однородным, то сердечники подмагниченыпо своей длине равномерно и разностиЭДС, наводимые в обмотках 3, одинаковы, а поскольку обмотки 3 включенывстречно, 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 изобретенияУстройство 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 2-образной цепи диодов, один конец которой соединен с одним выводом обмотки возбуждения и через конденса" тор, точку соединения двух диодов Е-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 2-образной цепи, причем управляющий электрод выходного тиристора подключен к другому выводу рабочей обмотки./ оставитель Л. Ус ехред С.Мигунова оваКорректо дактор К Подписн аз 8690/ филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 МиИПпо1139 Тираж 717 осударственного комитет елам изобретений и откр Москва, Ж, Раушская СССРийаб., д