Устройство для измерения напряженности магнитного поля

(51)4 С 0 СССР КРЫТ ВЕННЫЙ НОМИТ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ГОСУДА ПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВ Ы АВТОРСКОМУ С ометрии. Введ измерения нап троиств ряженности магнитно постоянного напного ключа 2, генельных импульсов и а 5 расширяет диаполей до +250 А/см, получить линейные ого сигнала устройо тока источник электро 3 прямоуг о детекто н рато пико змеряемых зможность азонает вависитва о ости входи напряженн сти измеряем о всем диапазонеанении высокой области слабых поля практичеизмерения прчувствительнмагнитных пол и со ости ил. еи Г 1(71) Институт физики металлов Уральс кого научного центра АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 1078368, кл. С 01 К 33/02, 1984,Алексеев А,Г, и др. Расширение области постоянных магнитных полей, измеряемых феррозондовыми датчиками импедансного типа. - Деффектоскопия Р 12, 1982, с. 71.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 57) Изобретение относится к облас змерительной техники и может быть спользовано в дефектоскопии и магИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в деффектоскопии, магнитометрии.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых полей,На фиг, 1 изображена функциональная структурная схема предлагаемогоустройства, на фиг, 2 - импульсныедиаграммы его работы, на фиг, 3 - 1 Оэкспериментальная статическая характеристика устройства.Устройство содержит источник 1постоянного напряжения, выход которого сдединен с потенциальным входом15электронного ключа 2, управляющийвход которого соединен с выходом генератора 3 прямоугольных импульсов,а выход - с обмоткой феррозонда 4дроссельного типа, параллельно которой включены последовательно соединенные пиковый детектор 5, усилитель6 и измерительный прибор 7,Устройство работает следующим об 25разом.феррозонд 4 помещают в постоянное или низкочастотное измеряемое магнитное поле Н , Состояние сердечникаиферрозонда 4 определяется величиной ЗО Ни и величиной импульсного тока возбуждения, пропорционального току 1, протекающему в обмотке феррозонда 4. Для нормальной работы устройства необходимо поле возбуждения, обеспечивающее намагничивание сердечника до состояния насьпцения +Н (напряженвность насыщения), поэтому его амплитудное значение аз выбирается из условия 12 Нз. Это обеспечивает возможность измерения магнитных полей в диапазоне -НН,+Нз при Возбуждении феррозонда 4 однополярными импульсами.формирование импульсов возбуждения Феррозонда осуществляется источникомпостоянного напряжения П, выход которого соединен с потенциальным входом ключа 2, коммутируемого сигналами генератора 3. Частота следования импульсов поля возбуждения равна частоте импульсов генератора 3, а амплитуда - пропорциональна току 1, создаваемому источником 1 постоянно- ГО НаПРЯЖЮНИЯВЕЛИЧИНа Н ТаКОВах что ВыполнЯетсЯ услоВие Н + Н 3 + Н Возникающие при коммутации ключа 2 переходные процессы вызывают искажения Формы импульса возбужцения, В результате напряжение на индуктивности феррозонда 4 преобретает Форму отличную от прямоугольной (фиг. 2 а). Обеспечив выполнение условия-(г /2 Р " -2/2,где г - общее сопротивление обмоткиоферрозонда и ключа в режименас ьпцения,- коэффициент хар актеризующийскорость переходного процесса ( = г(С) - г /),- индуктивность обмотки фер -орозонда,можно избавиться или существенноуменьшить амплитуду Г,первогощахпика импульса ЭДС индукции, величинакоторого не зависит от напряженностиНх., В этом случае напряжение на индуктивности имеет вид, показанныйна Фиг, 2 б. При этом амплитуда второго пика, равнаяНз НО1 пах хпа Х К.05 (1 Нд пхЕпрямопропорциональна Нз-Нт,е, несетинформацию о величине измеряемогомагнитного поля, Это напряжение, выделяемое пиковым детектором 5 и преобразованное усилителем 6, поступаетна измерительный приборБлагодаря подбору материала сердечника со скачкообразным изменениемудается получить практически ли;инейнУю зависимостьхсх От (Нз-Ни)в широком диапазоне измеряемых полейот +Н до -Н. (величина Н мбжетз 5варьироваться в широких пределах взависимости от размагничивающего Фактора сердечника) при сохранении вы=сокой чувствительности к слабым магнитным полям и к Фазе измеряемогосигналах что иллюстрируется Фиг, 3,на которой изображена полученнаяэкспериментально зависимость показаний е измерительного прибора От величины измеряемого поля. Следуетотметить, что чувствительность ферро.зонда может быть увеличена путемподбора оптимальных значений , гг(С) и Е посколькупропорциональна также и г(с), котороеможет быть достаточно Велико.1303951 бу Таким образом, предлагаемое устройство для измерения напряженности магнитного поля обеспечивает (по сравнению с известными) расширение диапазона измеряемых полей до 5 +250 Л/см; получение линейной зависимости выходного сигнала устройства от напряженности измеряемого поля практически во всем диапазоне измерения при сохранении высокой чувстви 10 тельности в области слабых магнитных полей; упрощение изготовления и настройки прибора за счет применения однообмоточного феррозонда дроссельного типа, возможность изготовления15 зочдов с минимальными пространственными размерами (микрозондов), пригодных для создания матричных преобразователей и систем электронного сканирования с высокой разрешающей способностью. Формула и з о бр ете ния устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее феррозонд дроссельного типа с насы щаемым сердечником, последовательно соединенные усилитель и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых полей, в него введены источник постоянного напряжения, электронный ключ, генератор прямоугольных импульсов и пиковый детектор, причем выход источника постоянного напряжения соединен с потенциальным входом электронного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход - с обмоткой феррозонда и входом пикового детектора, выход которого соединен с входом усилителя.1303951 оставитель Е.Аносов едактор А.Ренин ов орректор Л,Патаи ехред аказ 1305/ ул, Пр оект ная зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг Тираж 731Государствен делам изобрет сква, Ж, Р ВНИИПИ п 113035, Подписноеого комитета СССРний и открытийушская наб., д, А/5