SU518745A1 - Differential ferrosonde - Google Patents

Description

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФЕРРОЗОНД(54) DIFFERENTIAL FERROZOND

1one

Изобретение относитс  к эпектроизме- ритепьной технике и предназначено, в частности , дл  измерений переменных магнитных попей в малых полост х и зазорах различных электротехнических устройств с помощью феррозондовь1Х (магнитомодул ци- онных) преобразователей.The invention relates to an electrical measuring technique and is intended, in particular, for measuring variable magnetic flues in small cavities and gaps of various electrical devices using fluxgate transducers (magnetically modulated) transducers.

Известны дифференциальные феррозонды, содержащие сердечник х; обмотками возбуждени , компенсации и индикации.Known differential flux-probes containing core x; field windings, compensation and indication.

Однако при малых допустимых длинах сердечника (при малых объемах) известные феррозонды имеют сравнительно низкую чувствительность к измер емому переменному магнитному полю (низкий коэффициент преобразовани ). При этом вследствие высокого уровн  собственных шумов входно) усилител , которые в рассматриваемом случае  вл ютс  определ ющими, отношение сигнал-шум во входной цепи мало (по сравнению , например, с феррозондами, имеющими длинные сердечники). Это не позвол ет измер ть Сравнительно слабые переменные пол  (в единицы гамм), снижает точность However, at small permissible core lengths (at small volumes), known flux-probes have a relatively low sensitivity to the measured alternating magnetic field (low conversion coefficient). At the same time, due to the high level of intrinsic noise, the input amplifier, which in this case is decisive, the signal-to-noise ratio in the input circuit is small (compared, for example, to flux-probes with long cores). This prevents the measurement of relatively weak variable fields (in units of gammas), reduces the accuracy

измерении и сужает динамический диапазон измер емых полей.measurement and narrows the dynamic range of the measured fields.

иелью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности феррозонда и помехоустойчивости безувеличени  длины феррозонда.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the fluxgate and the noise immunity of increasing the length of the fluxgate.

Достигаетс  это тем, что сердечник предлагаемого феррозонда выполнен в виде полого цилиндра, составленного из 4К стержней (К° 1,2 ), расположенных по образующим цилиндра и св занных между собой на концах двум  кольцевыми перемычками, причем обмотки возбуждени  расположень на стержн х с нечетными номерами и соединены последовательно-встречно, обмотки индикации расположены на тех же стержн х и соединены последовательно-согласно, а обмотки компе1{сации расположены на стержн х с четными номерами и соединены последовательно - согласно.This is achieved by the fact that the core of the proposed fluxgate is made in the form of a hollow cylinder made up of 4K rods (K ° 1.2), arranged along the cylinder lines and connected to each other at the ends by two ring bridges, the excitation windings being located on the rods with odd numbers and are connected in series and counter, the windings of the display are located on the same rods and are connected in series according to, and the windings of the com- pression are located on rods with even numbers and are connected in series in accordance with.

Claims (1)

На фиг. 1 дана схема одного из вариантов выполнени  феррозонда с восемью стержн ми (К-2); на фиг. 2 - развертка сердечника феррозонда при разрезе одного из стержней. Феррозонд состоит из стержней 1-8, рас положенных по образующим цилиндра и св занных по концам двум  копьиевымн перемычками 9 и 10 (конструкци , беличье колесо ). Индикаторные обмотки 11 и обмотки 12 возбуждени  располагаютс  на нечетньрс стрежн х 1, 3, 5, 7. Обмотки 12 возбуждени  сбедин ютс  последовательновстречно , а индикаторные обмотки 11 поспедовательно-кзогпасно . Обмотки 13 компенсации расположены на четрых стержн х 2, 4, 6, 8 и включены последовательно-, . согласно. Обмотка 12 возбуждени  (обща ) , подключаетс  к генератору 14 переменного .тока, обмотка 11 индикации (обща ) - ко i входу 15 усилител  измерительного канала , а обмотка 13 компенсации (обща ) к источнику 16 компенсационного напр жени  (тока). Феррозонд устанавливает в измер е лом переменном магнитном поле Ну. При включении генератора 14 возбуждени  переменный ток возбуждени  д протекает по обмоткам 12 возбуждени  на нечетных стерж н х феррозонда 1, 3, 5, 7 и создает пол  возбуждени  Hg (фиг. 2)., Благодар  указан ному выше расположению и включеник) обмоток 12 возбуждени  направление пол  воз буждени , в стержн х оказываетс  таким, чт в- четных стержн х 2, 4, 6, 8 они оказываютс  взаимно скомпенсированными и поэтому практически в них .отсутствуют. При. включении источника 16 компенсационного напр жени  Хтока) по обмоткам 13 компен сации., на четных стержн х 2, 4, 6, 8 протекает ток. компенсации j( и создает .пол  компенсации Н,, . Благодар  указанному выше расположению и включению обмоток 16 компенсации, поле компенсации HK следующим образом взаимодействует с измер емыми пол ми Н (/ . (одинаковыми по величине и направлению во всех стержн х): в четных стержн х 2, 4, 6, 8 оно складываетс  с измер емым полем Нц , а в нечет ных стержн х 1, 3, 5, 7, где расположены индикаторные обмотки 11, поле компенсации HK компенсирует измер емое поле Н 4 Как видно из фиг. 2 в стержн х феррозонда направление полей оказываетс  таким: в стержн х 1,5 - пол  Hg и Ну направлены встречно по отношению к полю Нц ; в стержн х 2, 4, 6, 8 - пол  Hj и Ну направлены одинаково, а поле Н отсуствует; в стержн х 3,7 - пол  Hg .и Hj направлень встречно по отношению к полю Ну т.е. взаимна  направленность полей повтор етс  через четыре стержн . Этим и определ етс  число стержней в предлагаемом феррозонде, ррат- нее четьфем и равное 4ц. Как известно, полезный сигнал феррозонда пропорционален произведению измер емого пол  Нц на изме нение динамической магнитной проницаемости сердечника, определ емой полем возбуждени  Hg . Как было показано выше, в предлагае.мом феррозонде возбуждение отсутствует в четных стержн х 2, 4, 6, 8 поэтому полезна  э.д.с. феррозонда определ етс  магнитным состо-:  нием только нечетных стержней. 1, 3, 5, 7 и соответственно на них рад,положены индикаторные обмотки 11. Формула изобретени  Дифференциальный феррозонд, содержащий сердечник с обмотками возбуждени , компенсации и индикации, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  «чувствительности и помехоустойчивости без увеличени  длины феррозонда, сердечник феррозонда выполнен в виде полого цилиндра , составленного из 4К стержней (К 1,2 ), расположенных по образующим цилиндра и св занных между собой на концах двум  кольцевыми переллычками, пpичo ; обмотки возбуждени  расположены на сте{);(  х с нечетными номерами и соединены последовательно-встречно , обмотки индикации расположены на тех же стержн х и соединены последовательно-согласно, а обмотки компенсации расположены на стержн х с четными номерами и соединены пocлeдoD:Jтельно-согласно .FIG. 1 is a diagram of one of the embodiments of a fluxgate with eight rods (K-2); in fig. 2 - scanning the core of the fluxgate when cutting one of the rods. The ferrosonde consists of rods 1–8, located along the generatrix of the cylinder and connected at the ends by two lances 9 and 10 (construction, squirrel wheel). The indicator windings 11 and excitation windings 12 are located on odd lines 1, 3, 5, 7. The excitation windings 12 are connected in series to the end of the line, and the indicator windings 11 are successively closed. The winding 13 compensation located on the four rods x 2, 4, 6, 8 and are connected in series-,. according to. The excitation winding 12 (common) is connected to the alternating current generator 14, the indication winding 11 (common) connects to input 15 of the measuring channel amplifier, and compensation winding 13 connects to the compensation voltage source (current) 16. Ferrosonde sets the measuring field of an alternating magnetic field Well. When the excitation generator 14 is turned on, the alternating excitation current flows through the excitation windings 12 on the odd rods of the flux probe 1, 3, 5, 7 and creates an excitation field Hg (Fig. 2). Thanks to the above arrangement and switching on the excitation windings 12 the direction of the excitation field, in the rods, turns out to be such that in the even rods x 2, 4, 6, 8 they turn out to be mutually compensated and therefore practically in them are absent. At. switching on the source 16 of the compensation voltage Htok) through the windings 13 of the compensation. A current flows on the even rods x 2, 4, 6, 8. compensation j (and creates a compensation field H ,,,. Thanks to the above arrangement and switching on the compensation windings 16, the compensation field HK interacts in the following way with the measured fields H (/. (equal in magnitude and direction in all rods x): even rods x 2, 4, 6, 8 it folds with the measured field Hc, and in odd rods x 1, 3, 5, 7, where the indicator windings 11 are located, the compensation field HK compensates the measured field H 4 As can be seen from Fig. 2 in the core of the fluxgate, the direction of the fields is as follows: in rods x 1.5 - the floor Hg and Well are directed oppositely with respect to the field Nc; in rods x 2, 4, 6, 8 - the floor Hj and Well are directed equally, and the field H is absent; in rods x 3.7 - the field Hg. and Hj is opposite to Field Well, i.e., the mutual orientation of the fields is repeated through four rods. This determines the number of rods in the proposed fluxgate, which is equal to 4. Q. As is well known, the useful signal of the fluxgate is proportional to the product of the measured field Hz by changing the dynamic magnetic field. the permeability of the core, determined by the field of excitation Hg. As was shown above, in the proposed ferrosonde, excitation is absent in even rods x 2, 4, 6, 8 therefore the emf is useful. ferrosonde is determined by the magnetic state of: - only odd rods. 1, 3, 5, 7 and, respectively, on them, indicator windings 11 are laid. Claims of the invention Differential ferrosonde containing a core with excitation windings, compensation and indication, characterized in that, in order to increase "sensitivity and noise immunity without increasing the length of the ferrosonde, the core of the fluxgate is made in the form of a hollow cylinder made up of 4K rods (K1, 2) located along the cylinder forming lines and connected to each other at the ends by two ring pods, and field windings are located on stage {); (x with odd numbers and are connected in series-counter, windings of indication are located on the same rods and are connected in series-according, and compensation windings are located on rods with even numbers and are connected consecutively: . 16 Фиг.1 I 1 I 1 1 I 1 i 1 /25Ч-5 1 1 1 1 I I S7816 Figure 1 I 1 I 1 1 I 1 i 1 / 25Ч-5 1 1 1 1 1 I I S78