Устройство для измерения напряженности магнитного поля

(50 4 6 01 К 33/02 А ОМИТЕТ ТНРЫТИЯ ОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение может быть использовано для измерения напряженностимагнитного поля на поверхности ферромагнетика при испытаниях в переменных магнитных полях, например приемосдаточных. Устройство содержит магнитопровод 1 с обмоткой 2, размещенной на испытуемом ферромагнетике 3,резисторы 4, 10, 14, 15, двухполюсннк 6 с отрицательным сопротивлением,ник 7 постоянного измерительного ока, защищенный от проникновения переменной составляющей и состоящий из источника 8 постоянного тока и конденсатора 9, катушку 11 индуктивности, управляемый усилитель 12, усилители 13, 16. При перемагничивании образца испытуемого ферромагнетика 3 на его поверхности создается магнитное напряжение, под действием которо" го в магнитопроводе 1 создается поток, а на обмотке 2 - напряжение. Регистрирующим прибором 5 на резисторе 4 измеряют величину, пропорциональную напряженности магнитного поля, а переградуировав шкалу прибора непосредственно в единицах напряженности магнитного поля, можно сразу измерять напряженность с высокой точностью и в широком частотном диапазоне. 1 ил.Изобретение отнОсится к магнитоизмерительной технике и предназначенодля измерения напряженности магнитного поля на поверхности Ферромагнетика при испытаниях в переменных маг 5нитных полях в процессе приемосдаточных испытаний, обработке технологиипроизводства, а также совершенствовании конструкций электрических машин,10Цель изобретения - повьшение точности измерения напряженности магнитного поля в широком частотном диапазоне.На чертеже представлена Функциональная схема устройства.Устройство содержит магнитопровод1 с обмоткой 2, размещенной на испытуемом 3 Ферромагнетике, обмотка 2подключена к последовательно соединенным первому 4 резистору, параллельно которому подсоединен регистрирующий прибор 5, двухполюснику б сотрицательным сопротивлением, источнику 7 постоянного измерительного то25ка, защищенному от проникновения Леременной составляющей и состоящемуиз источника 8 постоянного тока иконденсатора 9, второму резистору 10и катушке индуктивности 11, вход второго управляемого усилителя 12 подключен к первому 4 резистору, а еговыход нагружен на двухполюсник б, егоуправляющий вход соединен с выходомтретьего 13 усилителя, вход которого подключен к источнику 7 постоянного тока, защищенного от проникновения переменной составляющей, входделителя, выполненного на третьем ичетвертом резисторах 14 и 15, подсоединен параллельно второму резистору10, выход его соединен последовательно с катушкой индуктивности. 11 и подключен к входу первого усилителя 16,выход которого нагружен на второй резистор 10.Устройство работает следующим образом,При перемагничивании образца З.на егоповерхности создается магнитное напряжение П , равное5011 =Н1,где Н - средняя напряженность магнитного поля.1 - расстояние между полюсами 55магнитопровода.Под действием Б в магнитопроводе 1 создается поток, а на обмотке 2 напряжение, если обеспечить активноесопротивление, а также паразитнуиреактивность цепи обмотки 2 равноенулю, то ток н обмотке 2 создает магнитодвижущую силу равную и протиноположно направленную П, т.е. где 1. - ток в цепи обмотки;И - число витков обмотки,откуда11 Н 1.и фследовательно, регистрирующим прибором 5 с образцового резистора 4 можно измерять величину, пропорциональную напряженности магнитного поля,а переградуировав шкалу прибора непосредственно в .единицах напряженности магнитного поля, можно сразу измерять напряженность с высокой точностью,Компенсация падения напряжения наиндуктинности рассеивания 1.з обмотки2 (она составляет основную паразитнуюреактивность) производится следующимобразом. Б электрической цепи обмотки 2 находится дополнительная катушка индуктивности 11 с индуктивностьи, пропорциональной индуктивности 1, обмотки 2 (для простоты примем их равными по величине), и второй резистор 10. При протекании поцепи, токана катушке индуктивности11 будет падение напряжения, равноепо величине падении напряжения наиндуктивности рассеяния обмотки 2 итаким образом оно удвоится, На входусилителя 16 подается напряжение скатушки индуктивности 11 и второгорезистора 10 через делитель, образованный третьим и четвертым резисторами 14, 15 с коэФФициентом деления,равным отношении величины дополнительной индуктивности катушки 11 ксумме ее и индуктинности рассеянияобмотки 2 (н данном случае 1:2), ас его выхода оно в противоФазе поступает на второй резистор 10, Приобеспечении коэФФициента передачиусилителя 16 к - ы , напряжение навтором резисторе 10 будет компенсировать падение напряжения на катушкеиндуктивности 11 и индуктивности 1,зрассеяния н обмотке 2, В общем случае реактивность катушки 11 должнабыть ранна суммарной паразитнойреактивности всей цепи, например,Формула изобретенияУстройство для измерения напряженности магнитного поля по авт, св, У 1307411, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности в широком частотном диапазоне, в него введены второй управляемый усилитель, источник постоянного тока, защищенный от проникновения переменной составляющей и третий усилитель, при этом выход второго управляемого усилителя через источник постоянного тока, защищенный от про 4483 пос,цедовательно с ней нужно включить конденсатор 9 с емкостью, равной по величине емкости для компенсации его реактивности.Компенсация падения напряжения на активной составляющей производится следующим образом, Напряжение от протекания тока по обмотке 2 образцового резистора 4 поступает на вход усилителя 12 и после усиления и инвертирования с его выхода поступает на двухполюсник, при этом по нему протекает:ток, противоположный по Фазе току , создавая падение напряжения, эквивалентное введению в цепь отрицательного резистора, При различных коэФФициентах передачи усилителя 12 суммарное активное сопротивление цепи обмотки 2 может быть положительньм, отрицательным и равным нулю, по цепи источника 7 постоянного тока, защиценного, от проникновепеременной составляющей, пропускается постоянный ток небольшой величины 25(на 2-3 порядка меньше тока 1, чтобы не вносить погрешность в измерения, например, вводя смещение в сердечник 1 и образец 3 и т,п.), падение напряжения на цепи (выходе источника постоянного измерительного тока пропорционально ее сопротивлению, оно равно нулю в случае равенства суммарного сопротивления цепи нулю, в других случаях сигнал с выхода источника 7 постоянного тока поступает на вход усилителя 13, а с его выхода на управляющий вход управляемого усилителя 12, при этом изменяется коэФФициен" его передачи и восстанавли 40 вается сопротивление цепи постоянному току равным нулю, однако при этом с образцового резистора 4 через усилитель 12) на двухполюсник 6 поступает в противоФаэе и переменное45 напряжение, вызванное протеканием тока 1, т.есуммарное сопротивление цепи и току обмотки 2, будет равным нулю.Усилитель 12 должен обладать большим входным сопротивлением, чтобы не50 шунтировать образцовый резистор 4 (также, как и усилитель 16), двухполюсник 6 - резистор небольшой величины (Ом-доли), коэФФициент передачи усилителя 12 и моцность должны быть достаточными, чтобы развить на пятом резисторе напряжение, противоположное по Фазе и равное по величи 16не на активном сопротивлении стальной части цепи обмотки 2Источник 7 постоянного измерительного тока может быть выполнен в виде обычного источника 8 постоянного тока, последовательно с выходом у которого включен дроссель для защиты его выхода от проникновения переменной составляющей для этой же цепи, а также для, прохождения тока источник 7 снабжен конденсатором 9 большой величины, чтобы падение напряжения на ней от токастремилось к нулю( десятые, сотые доли процента 11 ц) и не влияло на точность измерений, а также не искажало сигнал управления коэФФициентом передачи усилителя 12, Конденсатор 9 может быть выполнен встречным включением двух электролитических конденсаторов, что снизит ее габариты.Усилитель 13, усилитель постоянного тока с большим входным сопротивление и коэФФициентом передачи, для снижения искажения управляющего сигнала током может быть выполнен интегрирующим, Регулирование коэФфициента передачи усилителя 12 может, например, осуществляться включением на его входе управляемого делителя с напряжения, состоящего из двух оптоэлектронных преобразователей, состоящих из резистора и светодиода, при этом резисторы составляют делитель, а их светодиоды через разно- полярные диоды подключены к выходу усилителя 13 (оптоэлектронные преобразователи при этом обладают интегрирующим свойством), отрицательный сигнал увеличивает коэФФициент деления, положительный уменьшает, другим способом регулирование может осуществляться подачей смещения и т.д.Составитель Л. УстиноваТехред Л.Сердюкова Корректор В. Гнрняк Редактор М. Товтин Заказ б 844/51 Тираж П 2 Подпис но еВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 никновения постоянной составляющей,подключен к второму и четвертомурезисторам и второму выходу усилителя, вход второго управляемого усилителя подсоединен параллельно первому резистору, а выход нагружен надвухполюсник с отрицательным сопро 144831 б 6тнвлением, управляющий вход второго управляемого усилителя соединен с выходом третьего усилителя, входбкоторого подключен параллельно выходу источника постоянного тока, защищенного от проникновения переменной составляющей.