Трехкомпонентный феррозонд

Трехкомпонентный феррозонд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для одновременно- I го измерения в заданной точке пространства трех компонент вектора магнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерения компонент вектора магнитного поля в заданной точке пространства. Трехкомпонентный феррозонд содержит замкнутые ферросл kffl iM GO f,M М OS /Уйс) фие.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д11 4 С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3978816/24-21 (22) 22.11.85 (46) 15 ° 05.87. Бюл, Ф 18 (72) Ю.В, Афанасьев, В. П, Порфиров, В, А. Прищепо, А. Н. Схоменко и А. Н. Тимиргазин (53) 621.317.44(088.8) (56) Афанасьев Ю. В, Феррозонды, Л.: Энергия, 1966, с. 131-132.

Авторское свидетельство СССР

1(- 368559, кл. G 01 R 33/00, 1973. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ФЕРРОЗОНД (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для одновременноi го измерения в заданной точке пространства трех компонент вектора магнитного поля, Цель изобретения - повышение точности измерения коМпонент вектора магнитного поля в заданной точке пространства, Трехкомпонентный феррозонд содержит, замкнутые ферроУ

1310760 магнитные сердечники (С) 1 и 2, обмотку возбуждения, выполненную в виде секций 3 и 4, и измерительные катушки 5 - 7, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии

С 1 и.2. Выполнение С 1 в форме эллипса, а С 2 — в форме кольца при условии одинаковой их площади поперечного сечения и длины позволяет не только получать одинаковые значения проницаемости. тела С 1 и 2 в . этих направлениях, но и обеспечить точное симметрирование системы из

С 1 и 2. Таким образом строго совме-. щаются их магнитные центры в точке пересечения осей их симметрии. Благодаря этому повышается отношение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерения. Размещение секИзобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданной точке пространства трех компонент вектора магнитного поля.

Цель изобретения — повышение точности измерения компонент вектора магнитного поля в заданной точке пространства.

На фиг. 1 схематически. изображен трехкомпонентный феррозонд, общий вид; на фиг. 2 " то же, вид сверху, Трехкомпонентный феррозонд (фиг, 1) содержит два замкнутых ферромагнитных сердечника 1 и 2, плоскости которых взаимно перпендикулярны, обмотку возбуждения, выполненную в виде двух секций 3 и 4, три, взаимно перпендикулярные измерительные катушки 5 — 7, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии ферромагнитных сердечников 1 и 2, которые имеют одинаковую площадь поперечного сечения, при этом длина первого ферромагнитного сердечника 1 в направлении большой оси (оси z) равна диаметру второго ферромагнитного сердечника 2, первая 3 и вторая 4 секции обмотки возбуждения

f0

30 ции 3 по периметру С 1 и 2 соответственно, причем секции 3 и 4 имеют одинаковую плотность намотки, позволяет не только обеспечить идентичность условия перемагничивания Се 3 и 4, но и уменьшить рассеяние энергии возбуждения и снизить шумы перемагничивания, что приводит к повышению отношения сигнал/помеха, Выполнение С 1 вместе с измерительной катушкой 5, ось которой совмещена с большой осью С 1, и размещение их внутри кольцевого С 2 так, что оси измерительных катушек 6 и 7 совмещены с плоскостью С 2 и расположео ны под углом 45 к плоскости С 1, позволяет уменьшить уровень взаимных помех, создаваемых С 1 и 2, повышает отношение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерения. 2 ил. размещены на соответствующих ферромагнитных сердечниках 1 и 2, имеют одинаковую плотность намотки по всему периметру сердечников и включены последовательно, Ось измерительной катушки 5 совмещена с большой осью первого сердечника 1 (осью z) катушка 5 вместе с ферромагнитным сердечником 1 установлена внутри второго ферромагнитного сердечника 2, Оси двух других измерительных катушек 6 и 7 (соответственно оси х и у) совмещены с плоскостью второго сердечо ника 2 и расположены под углом 45 к плоскости первого сердечника 1 (фиг. 2), Трехкомпонентный феррозонд работает следующим образом, В обмотку возбуждения феррозонда, выполненную в виде двух секций 3 и

4, размещенных соответственно на сердечниках 1 и 2 и включенных последовательно, подают переменный ток .f (г.), периодически (дважды за период) доводящий сердечники 1 и 2 до состояния магнитного насыщения. В результате магнитная проницаемость вещества и тела сердечников 1 и 2 оказывается периодической функцией времени. Вектор, измеряемого поля

3 13107 (фиг. 1) может быть представлен в виде суммы трех компонент: (1) где В „ =В совр ; 5

В, =В,cosg, В =В сов — проекции вектора В о о о наосих, у, z; — углы между вектором

-Ф

Во и осями 1<, у, е

1О

Под действием компоненты В возникает переменный магнитный поток в направлении большой оси сердечника 1, а под действием компонент В „

«И и В - соответствующие переменные

o) магнитные потоки в сердечнике 2. Переменные магнитные потоки в сердечниках 1 и 2 вызывают появление ЭДС в соответствующих измерительных катушках 5 — 7. При этом вследствие того, что ось измерительной катушки 5 совмещена с большой осью сердечника 1 и обе оси вместе совпадают с направлением оси z в катушке 5 наводится

ЭДС, пропорциональная значению компо«25 кенты поля  — е В, ), а благодаря тому, что оси измерительных катушек

6 и 7 совмещены с плоскостью сердечника 2, обладающего изотропными свойствами (одинаковой проницаемостью тела в любом направлении на плоскости кольца), и тому, что оси катушек 6 и 7 совпадают с направлениями осей х и у, в них наводятся

ЭДС, пропорциональные значениям компонент поля В„„ и В„ т.е. е (В,„)

2 и е (В „) соответственно. По измеренным ЭДС е (В,) и е (В, ) судят как о значенйях самих компонент В,, В „, В,„, так и о векторе измеряемого

40 поля В используя выражение (1) .

Выполнение в трехкомпонентном феррозонде одного сердечника (1) в форме сплюснутого эллипса, а другого 45 (2) — в форме кольца при условии одинаковой их площади поперечного сечения и длины в направлениях осей измерительных катушек позволяет не только получить одинаковые значения проницаемости тела сердечников в этих направлениях, но и обеспечить точное симметрирование системы из двух сердечников, т.е, строго совместить их магнитные центры в точке пересечения осей их симметрии, В результате повышается отношение сигнал/ помеха, а следовательно, и точность измерения.

Выполнение обмотки возбуждения в виде двух секций, одна из которых (3) размещена по всему периметру сердечника 1, а другая (4) — по всему периметру сердечника 2, причем секции 3 и 4 имеют одинаковую плотность намотки и включены последовательно, позволяет не только обеспечить идентичные условия перемагничивания сердечников, но и уменьшить рассеяние энергии возбуждения и снизить шумы перемагничивания за счет максимально возможного приближения витков обмотки возбуждения к сердечникам, что также приводит к повышению отношения сигнал/помеха, а следовательно, и точности измерения.

Размещение сердечника 1 в форме сплюснутого эллипса вместе с измерительной катушкой 5, ось которой совмещена с большой осью сердечника 1, внутри кольцевого сердечника 2 (фиг. 1) при этом оси двух других измерительных катушек 6 и 7 совмещены с плоскостью сердечника 2 и о расположены под углом 45 к плоскости сердечника 1 (фиг, 2), позволяет уменьшить уровень взаимных помех, создаваемых сердечниками, повысить отношение сигнал/помеха, а следовательно, и точность измерений.

Формула изобретения

Трехкомпонентный феррозонд, содержащий два замкнутых ферромагнитных сердечника, плоскости которых взаимно перпендикулярны, обмотку возбуждения и три взаимно перпендикулярные измерительные катушки, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с точкой пересечения осей симметрии сердечников, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения компонент вектора магнитного поля, первый сердечник выполнен в виде. петли с двумя прямолинейными параллельными друг другу участками, расположенными вдоль одной из координатных осей, а второй — в форме кольца, оба сердечника имеют одинаковую площадь поперечного сечения, при этом длина первого сердечника в направлении большой оси равна диаметру второго сердечника, обмотка возбуждения вы. полнена в виде двух секций, каждая из которых размещена на соответствующем сердечнике, секции имеют оди1310760

Составитель В, Шульгин

Техред А. Кравчук Корректор М. Пожо

Редактор А. Огар

Заказ 1887/42 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изббретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. наковую плотность намотки, равномерно распределенную по всему периметру сердечников, и включены последовательно, ось первой измерительной катушки совмещена с большой осью первого сердечника, причем эта катушка вместе с первым сердечником установлена внутри второго сердечника, а оси двух других измерительных катушек совмещены с плоскостью второго сердечника и расположены под углом

45" к плоскости первого сердечника.