SU454512A1 - Device for measuring magnetic fields - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано в качестве датчика напр женности или индукции магнитного пол .The invention relates to magnetic measurements and can be used as a sensor for the intensity or induction of a magnetic field.

Известно устройство дл  измерени  магнитных полей, содержащее измерительную схему и датчик. Частью датчика  вл етс  микропровод , закрепленный в токосъемных опорах, и экранированный пьезопреобразователь, включенный в автогенератор и установленный на акустическом концентраторе. Последний жестко св зан с микропроводом. Механические колебани  от ньезопреобразовател  передаютс  микропроводу, помещенному в измер емое магнитное поле. В микропроводе наводитс  э. д. с. индукции, величина которой пропорциональна напр женности магнитного дол  и фиксируетс  измерительной схемой. Наличие массивного акустического концентратора сложной формы снижает чувствительность и точность устройства и усложн ет его конструкцию.A device for measuring magnetic fields is known comprising a measuring circuit and a sensor. Part of the sensor is a microwire, fixed in current collector supports, and a shielded piezo transducer included in an oscillator and mounted on an acoustic hub. The latter is rigidly connected to the microwire. Mechanical oscillations from a transducer are transmitted by a microwire placed in a measurable magnetic field. In microwire induced e. d. induction, the value of which is proportional to the intensity of the magnetic part and is fixed by the measuring circuit. The presence of a massive acoustic concentrator of complex shape reduces the sensitivity and accuracy of the device and complicates its design.

В предлагаемом устройстве автогенератор включен выходом на частотную измерительную схему, а микропровод св зан с металлизированным электродом иьезонреобразовател  посредством жесткого цилиндрического щтока из немагнитного материала.In the proposed device, the autogenerator is switched on by the output to the frequency measurement circuit, and the microwire is connected to the metallized electrode of the resonator by means of a rigid cylindrical brush of non-magnetic material.

Па чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Pa drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит датчик и частотную измерительную схему с автогенератором. Датчик состоит из экранированного корпуса 1, изготовленного, например, из немагнитногоThe device contains a sensor and a frequency measuring circuit with an oscillator. The sensor consists of a shielded enclosure 1 made, for example, from a non-magnetic

провод щего материала, микропровода 2, укрепленного в опорах 3 и жестко св занного механически цилиндрическим щтоком 4 из немагнитного материала с металлизированным электродом 5 пьезопреобразовател  6.a conductive material; a microwire 2 fixed in the supports 3 and rigidly connected mechanically by a cylindrical brush 4 of a non-magnetic material with the metallized electrode 5 of the piezoelectric transducer 6.

Последний возбуждают автогенератором 7, который своим выходом включен на частотную измерительиую схему 8.The latter is excited by the auto-oscillator 7, which is connected via its output to the frequency measuring circuit 8.

При внесении в измер емое магнитное ноле микропровода 2, но которому протекает носто нный по величине и направлению ток, 4И микропровод действует сила, пропорциональна  нанр женности магннтного нол . Эта сила через щток 4 воздействует на электрод 5 дьезопреобразовател  6, измен   тем самымWhen a microwire 2 is introduced into the measured magnetic field, but to which the current flowing in magnitude and direction is flowing, the 4I microwire acts as a force proportional to the magnetic intensity of the magnetic field. This force through the brush 4 acts on the electrode 5 of the inverter 6, thereby changing

его собственную частоту колебаний согласно формулеits own oscillation frequency according to the formula

II

W, + WjW, + Wj

f- 2г. f- 2g.

полученной пз аналнза дифференциального уравнени  колебан И1 ньезопреоб зазовател . Здесь Wi, Wz - удельные моменты снл внутренней пол рнзацпи п внешнего магнитного нол , /-MOAieHT инерции механической измерительной части датчика.the obtained pz analogue of the differential equation is oscillated by I1, the bespopper, the recipient. Here Wi, Wz are the specific moments of the internal magnetic field of the external magnetic field, / -MOAieHT inertia of the mechanical measuring part of the sensor.

Изменение собственной частоты колебаний пьезопреобразовател  6 приводит тем самым к изменению частоты автогенератора 7, котора  фиксируетс  частотной измерительной схемой 8.A change in the natural frequency of oscillation of the piezotransducer 6 thus leads to a change in the frequency of the oscillator 7, which is fixed by the frequency measurement circuit 8.

Измен   амплитуду тока, протекающего через микропровод, можно увеличить порог чувствительности датчика при измерении слабых магнитных нолей. Применение пьезонреобразовател , обладающего высокой чувствительностью к механическим воздействи ,. и высокой стабильностью собственных колебаний, в качестве одного из звеньев измерительной схемы позвол ет получить датчик высокой стабильности и чувствительности. Использование вместо массивного акустического концентратора сложной формы цилиндрического штока, который может быть выполнен минимальных размеров, дл  передачи механического воздействи  на пьезонреобразователь упрощает конструкцию, исключает массивные элементы и, следовательно, увеличивает чувствительность и точность устройства.By varying the amplitude of the current flowing through the microwire, it is possible to increase the sensitivity threshold of the sensor when measuring weak magnetic fields. The use of piezoelectric transducer with high sensitivity to mechanical stress,. and high stability of natural oscillations, as one of the links of the measuring circuit, allows to obtain a sensor of high stability and sensitivity. Using instead of a massive acoustic concentrator of a complex shape of a cylindrical rod, which can be made of minimum sizes, to transfer the mechanical effect on the piezoelectric transducer simplifies the design, eliminates massive elements and, consequently, increases the sensitivity and accuracy of the device.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл  измерени  магнитных нолей , содержащее автогенератор, частотную измерительную схему и микропровод, установленный на опорах и жестко св занный с пьезонреобразователем, включенным в автогенератор , отличающеес  тем, что, с целью увеличении чувствительности, точности и упрощени  конструкции, автогенератор включен выходом на частотную измерительную схему, а микропровод св зан с металлизированным электродом пьезопреобразовател  посредством жесткого цнлиндрического щтока из немагнитного материала.A device for measuring magnetic fields containing an auto-oscillator, a frequency measuring circuit and a microwire mounted on supports and tightly connected to a piezoelectric transducer included in the auto-oscillator, in order to increase sensitivity, accuracy and simplify the design the circuit, and the microwire is connected to the metallized electrode of the piezotransducer by means of a rigid cylindrical brush of non-magnetic material.