Устройство для преобразования напряженности магнитного поля в электрическую величину

Устройство для преобразования напряженности магнитного поля в электрическую величину

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресйублик о>7?3782 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30 .05. 75 (21) 2139452/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

H 01 Н 51/28

С 01 9 33/00

Государственный комитет

СССР но девам изобретений и открытий

Опубликовано 231Ц80,Бюллетень И© 39

Дата опубликования описания 02 . 11. 80 (5.")) gP< 821. 318.. 56 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. A. Смирнов

Московский ордена Ленина энергетический институт.(71) Заявитель (54 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОВРАЭОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ВЕЛИЧИНУ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для преобразования напряженности магнитного поля в электрическую величину выполненным на базе магнитоуправляемых контактов.

Известны магнитоуправляемые контакты, выполненные в виде жестко ук,репленных в опоре ферромагнитных сердечников, перекрывающихся свободными концами, сближающихся при увеличении тока в катушке с нуля до некоторого значения и расходящихся при дальнейшем увеличении тока $1) .

При изменении- напряженности маг-. (5 нитного поля изменяется величина перемещения ферромагнитных сердечников и, как следствие, их межконтактная емкость.

Использование межконтактной емкос 26 ти свободных концов ферромагнитных сердечников в качестве параметра, несущего информацию о величине напряженности магнитного поля, имеет ряд недостатков, связанных с нелинейностью ее изменения при перемещении сердечников, малой кратностью, а также незначительных абсолютных значений (0,5-3,0 пф), что требует для изменения высокой частоты.

Наиболее близким из известных технических решений является магнито управляемый контакт, содержащий подвижные элементы в виде жестко укрепленных в опоре ферромагнитных пластин, перекрывающиеся свободными концами, чувствительный элемент относительного перемещения свободных концов пластин и.измерительный элемент, связанный с чувствительным элементом, причем измерение перемещения свободных концов контактных сердечников осуществляется с помощью фоточувствительных элементов, в частности, фотоумножителей и осветительной лампы, установленных по разные стороны от зазора, образованного перекрывающимися концами сердечника. В этих устройствах напряженность магнитного поля преобразуется в ток фотоумножителя (2) .

Однако использование этих устройств в качестве преобразователей напряженности магнитного поля а электрическую величину требует стабильного источника напряжения, беспылевую атмосферу и точную установку геркона относительно оси фоточувствитеяьный элемент. Эти факторы снижают надежность подобных преобразователей.

773782

Еще один недостаток — узость диапазона преобразования при увеличении габаритных размеров геркона.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона преобразования.

Цель достигается тем, что в иэ- 5 вестном магнитоуправляемом, контакте чувствительный элемент выполнен в виде тензорезисторов, установленных на подвижных ферромагнитных пластинах.

На фиг. 1 изображен магнитоуправ19 ляемый контакт с одним тензорезистором; на фиг. 2 — асимметричный магнитоуправляемый контакт с двумя тензорезисторами; на фиг. 3 — симметричный магнитоуправляемый контакт с четырьмя тензорезисторами; на фиг. 4 симметричный магнитоуправляемый контакт с тензорезисторами, размещенными в корпусе; на фиг. 5 — схема соединения тензореэисторов с намагничи- 20 вающей катушкой управления.

Магнитоуправляемый контакт содержит ферромагнитные сердечники 1 и 2, укрепленные в опорах 3 и 4 и перекрывающиеся свободными концами. На одном из ферромагнитных сердечников

1 (или 2,см. пунктир) установлен тен зорезистор 5 с выводами 6 и 7, один тенэорезистор 8 с выводами 9 и 10, установленный как и тензорезистор 5 вблизи места крепления ферромагнитного сердечника 1 в опоре 3, но на противоположной поверхности два тензо. резистора 11 и 12 с выводами 13-16, установленные на ферромагнитном сердечнике 2,корпус 17,внутри которого он расположен. Корпус выполнен иэ изоляционных материалов и может быть выполнен как в герметичном, так и в негерметичном исполнении. В любом случае выводы 6, 7, 9, 10, 13, 14, 15, 16 с 40 тензорезисторов 5, 8, 11 и 12 эаизолированы от ферромагнитных сердечников

1 и 2. Кроме того, предлагаемый магнитоуправляемый контакт содержит электромагнитную катушку 18, обмотка которой через усилитель-преобразователь 19 соединена с выводами 6, 7, 9, 10, 13, 14, 15, 16 тензорезисторов 5, 8, 11 и 12.

Магнитоуправляемый контакт, выполненный по фиг. 1 работает следующим образом.

При подаче управляющего воздействия в виде .продольного или поперечного магнитного или электромагнитного поля на систему. ферромагнитных сердечников 1 и 2, последние сближаются до замыкания, если начальный зазор не превышает предельного значения, т.е. такого, при котором замыкание еще имеет место. Укаэанное сближение ф) сопровождается деформацией упомянутых сердечников 1 и 2 за счет их жесткого крепления в опорах 3 и 4, причем вйешние, наружные поверхности ферромагнитных сердечников растягиваются, а внутренние поверхности — сжимаются.

Эта деформация вызывает изменение сопротивления тензорезистора 5. При правильно выбранном и установленном типе тензорезистора 5 его сопротивление изменяется пропорционально перемещению конца магнитоуправляемого сердечника 1. !

Такое решение позволяет преобразовать величину внешнего электромагнитного поля (протекающий по проводу ток, перемещение постоянного магнита и т.п.) в изменение величины сопротивления тенэореэистора. Наиболее целесообразное применение предлагаемого магнитоуправляемого контакта — измерение силы тока в линиях электропередач и устройствах постоянного тока.

Работа магнитоуправляемого контакта, выполненного на фиг. 2, аналогична работе магнитоуправляемого контакта, выполненного на фиг. 1. Однако наличие дополнительно еще одного тензорезистора, позволяет известными приемами решать вопрос о компенсации температурных вариаций сопротивления тензорезистора с помощью известных схем соединения тензорезисторов и одновременно позволяет увеличить полезный сигнал (в виде изменения сопротивления).

Работа магнитоуправляемого контакта, выполненного на фиг. З,аналогична предыдущему случаю. Однако наличие еще двух тенэореэисторов 11 и 12 позволяет иметь больший выходной, сигнал при том же перемещении ферромагнитных сердечников, Это относится и к работе магнитоуправляемого контакта, выполненного на фиг. 4. Защищенность внутреннего объема позволяет в какой-то мере дополнительно стабилизировать характеристики магнитоуправляемого контакта при изменении давления, влажности, температуры, степени запыленности, загазованности и т.п. окружающей средды

Работа магнитоуправляемого контакта, выполненного на фиг. 5, аналогична предыдущим вариантам. Однако в отличие от разнообразных вариантов наличие обратной связи по положению магнитоуправляемых сердечников, которая может быть организована как положительной, так и отрицательной, позволяет изменять характеристики магнитоуправляемого контакта.

Формула изобретения

Устройство для преобразования напряженности магнитного поля в электрическую величину, содержащее подвижные элементы в виде жестко укрепленных в опоре ферромагнитных пластин, перекрывающиеся свободными концами, чувствительный элемент относительно.

773782

Фиг. f

11пита щу

Заказ 7520/71 Тираж 844 Подписное

4 филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. р л. П оектная, ro перемещения свободных KoHltoB плас тин и измерительный элемент, соединенный с выходом чувствительного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразова.ния чувствительный элемент выполнен в виде тензорезисторов, установленных на подвижных ферромагнитных пластинах.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA 9 3551860,кл.335-151, 1969

2. Зарецкас В.-С. С. и Рагульске5 не В. Л. Ртутные ко. иру „ие эле менты для устройств автоматики. "Энергия", 1971, с. 51 (прототип).