SU653590A1 - Magnetic induction measuring arrangement - Google Patents

Description

1one

Насто щее изобретение касаетс  магнитных измерений и может быть использовано при измерении индукции посто нных магнитных полей.The present invention relates to magnetic measurements and can be used to measure induction of constant magnetic fields.

Известен цифровой измеритель магнитной индукции, содержащий гальваномагнитный преобразователь (датчик Холла), источник переменного тока питани  гальваномагнитного преобразовател , дополнительную катушку, в поле которой расположен гальваномагнитный преобразователь, запитанную от стабилизированного источника посто нного тока, блок управлени , соединенный с источником тока, реверсивным счетчиком, делительным устройством и преобразователем капр жение-код . Один из выходов этого преобразовател  соединен с входом реверсивного счетчика, второй выход с одним из входов делительного устройства , второй вход которого св за с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к входу цифрового отсчетного устройства fl.A digital magnetic induction meter is known, comprising a galvanomagnetic converter (Hall sensor), an alternating current source supplying a galvanomagnetic converter, an additional coil, in the field of which is a galvanomagnetic converter fed from a stabilized DC source, a control unit connected to a current source using a reversible counter, divider device and transform converter code. One of the outputs of this converter is connected to the input of a reversible counter, a second output with one of the inputs of a dividing device, the second input of which is connected with the output of a reversible counter, and the output connected to the input of a digital reading device fl.

Недостатком этого измерител   вл етс  вли ние изменени  проницаемости окружающей среды на параметры дополнительной катушки, привод щее к снижении) точности измерений, а та2The disadvantage of this meter is the effect of changes in environmental permeability on the parameters of the additional coil, leading to a decrease in the measurement accuracy, and

же вли ние нестабильности тока питани  дополнительной катушки на точность измерени .the same effect of the instability of the supply current of the additional coil on the measurement accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  устройство, содержащее датчик Холла, на который воздействуют измер емое магнитное поле и переменное магнитное поле, создаваемое модул ционной катущкой. Так как датчик Холла питаетс  от генератора переменного тока, то на выходе датчика возникает переменное напр жение, пропорциона.г1ьное измер емому магнитному полю. Из-за воздействи  на датчик Холла магнитного пол  модул ционной катушки, котора  питаетс  от генератора переменного тока,, выходной сигнал датчика .будет модулирован по амплитуде напр & жением частоты питани  модул ционной катушки. Через фильтр частоты питани  датчика сигнал, пропорциональный измер емому магнитному полю, поступает на отсчетное устройство, The closest in technical essence to the proposed invention is a device comprising a Hall sensor, which is influenced by a measured magnetic field and an alternating magnetic field created by a modulation spinner. Since the Hall sensor is powered by an alternator, a variable voltage arises at the output of the sensor, which is proportional to the measured magnetic field. Due to the effect of the Hall sensor on the magnetic field of the modulation coil, which is powered by the alternator, the sensor output signal will be amplitude modulated eg & the frequency of the power supply of the modulation coil. Through the filter frequency filter power signal proportional to the measured magnetic field is fed to the reading device,

5 а сигнал пропорциональный магнитному полю модул ционной кртушки, через фильтр частоты модул ции и детектор поступает на один из входов схемы сравнени , второй вход йоторой подключен к источнику опорного напр жени , а выход - к генератору переменного тока питани датчика Холла . 2. Недостатком этого измерител   вл етс  зависимость точности измерени  от изменений проницаемости окружающей среды, от нестабильности тока питани  модул ционной катушки и от нестабильности .источника опорного напр жени . Это не позвол ет использовать этот измеритель дл  измерени  полей в зазорах электромагнитов. Цель изобретени  - повышение точности измерени , т,е, снижение погреи-ности измерени , вызванной вли нием изменений магнитной проницаемости среды на параметры модул ционной катушки. Эта достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  магнитной индукции содержащее последовательно соединенные генератор переменного тока, гальваномргнитный преобразователь, усилитель , детектор, фильтр частоты питани  преобразовател  и регистрирующий прибор, последовательно соединен ные второй генератор переменного ток и модул ционную катушку, соединенную с компенсационным резистором и распо ложенную в поле преобразовател , а также подключенные к выходу детектора последовательно соединенные фильтр частоты модул ции и элемент сравнени выход которого подключен к второму входу усилител , дополнительно введе ны два согласующих трансформатора, первичные обмотки которых включены последовательно-встречно, а вторичные - последовательно-согласно и подключены к второму входу элемента сравнени , причем одна из первичных обмоток подключена параллельно модул ционной катушке, а втора  - параллельно компенсационному резистору. Структурна  схема устройства изобр жена на чертеже. Измеритель содержит гальваномагнитный преобразователь 1, модул ционную катушку 2, генераторы 3 и 4 переменного тока, усилитель 5, детектор 6 фильтр 7 частоты ш питани  преобразовател  1, фильтр 8 частоты модул ции из2 , регистрирующий прибор 9 и элемент сравнени  10. Измеритель работает следующим образом . . Гальваномагнитный преобразователь находчтс  под воздействием посто нно го магнитного пол  Н и .переменного магнитного пол  Hj , создаваемого мо дул ционной катушкой 2. Так как преобразователь 1 питаетс  от генератор 3 переменного тока с частотой Ш , а модул ционна  катушка 2 - от генерат ра 4 переменного тока с частотой «Jj, на выходе преобразовател  1 возникает сигнал, имеющий частоту пьгани  преобразовател  1 и пропорциональный измер емому магнитному полю Н, а также амплитудно-модулированный сигнал модул ционной катушки. Усиленный усил 1телем 5 сигнал детектируетс  детектором 6, на выходе которого включены фильтр 7 частоты Ш и фильтр 8 частоты модул ции (JD . Через фильтр 7 сигнал, пропорциональный измер емому ь агнитному полю Нд, поступает на регистрирующий прибор 9, через фильтр 3 сигнал, пропорциональный магнитному полю Н, модул ционной катушки 2, поступает на один из входов элемента сравнени  10, На другой вход элемента сррвнени  10 поступает сигнал с последовательно-согласно включенных вторичных обмоток согласующих трансформаторов 1 и Т2, перёичны обмотки которых включены последовательновстречно , причем ОДН1 из первичных обмоток подключена параллельно модул ционной катушке 2, а втора  - параллельно компенсационному резистору R, Напр жениеид,,, подаваемое с вторичных обмотой трансформаторов Т1 и Т2 на один из входов элемента сравнени  10, можно записать в таком виде: JвblX м(, мГзЧ 1-мVfП лИ -RK Z J , где ток через модул ционную катушку; CUg - частота модул ции; индуктивность модул ционной катушки; ftn- компенсационный резистор; дд - активное сопротивление модул ционной катушки; 11-1,ilj коэффициенты трансформации трансформаторов Т1 и Т2, При условии, что , Jebix M t zi-MN Так как ( Atl, дЬ,) ,то разность относительных изменений магнитного пол  модул ционной катушки 2 и напр жени  подаваемого на элемент.сравнени  10, будет равна нулю bW, Л 1«ми „ -% и все изменени  тока 0/ модул ционной катушки 2 и индуктивности L,6yдут отслеживатьс  системой авторегулировани  и не приведут к увеличению погрешности измерени . Условие г..п легко выгЛлнимо на практике, С целью устранени  температурной погрешности , компенсационный резистор RH изготавливаетс  из того же материала , что и модул ционна  катушка и располагаетс  в непосредственной близости от нее. Предложенный измеритель позвол ет повысить точность измерени  за счет устранени  ошибки, вызванной вдаи ниемизменени  проницаемости окружающей5, the signal is proportional to the magnetic field of the modulation cage, through the modulation frequency filter and the detector enters one of the inputs of the comparison circuit, the second input is connected to the reference voltage source, and the output to the Hall sensor alternator current source. 2. The disadvantage of this meter is the dependence of the measurement accuracy on changes in the permeability of the environment, on the instability of the supply current of the modulation coil and on the instability of the source of the reference voltage. This prevents the use of this meter to measure fields in the gaps of electromagnets. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy, t, e, the decrease in measurement tolerance caused by the influence of changes in the magnetic permeability of the medium on the parameters of the modulation coil. This is achieved in that the device for measuring magnetic induction contains a series-connected alternator, a galvano-magnetic converter, an amplifier, a detector, a converter power frequency filter and a recording device, a second alternator connected in series, and a modulation coil connected to the compensation resistor and transducer located in the field, as well as the modulation frequency filter connected in series to the detector output and Equal to the output of which is connected to the second input of the amplifier, two matching transformers are additionally introduced, the primary windings of which are connected in series to the opposite side and the secondary transformers in series to match and connected to the second input of the reference element, one of the primary windings being connected in parallel to the modulation coil, and the second is parallel to the compensation resistor. The block diagram of the device is shown in the drawing. The meter contains a galvanomagnetic converter 1, a modulation coil 2, alternators 3 and 4 generators, an amplifier 5, a detector 6 of the converter power supply frequency filter 7, a modulation frequency filter 8 of 2, a recording device 9 and a reference element 10. The meter works as follows . . The galvanomagnetic converter is under the influence of a constant magnetic field H and a variable magnetic field Hj created by modulation coil 2. Since converter 1 is powered by alternator 3 with frequency W, and modulation coil 2 by alternator 4 current with frequency “Jj, the output of converter 1 generates a signal having the frequency of the pagan of converter 1 and is proportional to the measured magnetic field H, as well as the amplitude-modulated signal of the modulation coil. The signal amplified by 1 TEL 5 is detected by a detector 6, the output of which includes a filter 7 of frequency W and a filter 8 of modulation frequency (JD. Through a filter 7, a signal proportional to the propagation field Nd measured to the recording instrument 9, through a filter 3, a signal proportional to the magnetic field H, the modulation coil 2, is fed to one of the inputs of the reference element 10, the other input of the element of the terminal 10 receives a signal with a series-according to the included secondary windings of matching transformers 1 and T2, the windings are which are connected in series, and ODN1 from the primary windings is connected in parallel to the modulation coil 2, and the second is parallel to the compensation resistor R, Voltage ,,, supplied with the secondary winding of transformers T1 and T2 to one of the inputs of the comparison element 10, can be written in this form : IrblX m (, mGSCH 1-mVfP LI -RK ZJ, where the current through the modulation coil; CUg is the modulation frequency; inductance of the modulation coil; ftn- compensation resistor; dd is the active resistance of the modulation coil; 11-1, ilj the transformation ratios of the transformers T1 and T2, Provided that, Jebix M t zi-MN Since (Atl, db,), the difference of the relative changes in the magnetic field of the modulation coil 2 and the voltage applied to the element comparison 10 will be equal to zero bW, L 1 "mi" -% and all changes in current 0 / modulation coil 2 and inductance L, 6y will be monitored by the auto-regulation system and will not lead to an increase in measurement error. The gp condition is readily apparent in practice. In order to eliminate the temperature error, the compensation resistor RH is made of the same material as the modulation coil and is located in its immediate vicinity. The proposed meter makes it possible to increase the measurement accuracy by eliminating the error caused by a change in the permeability of the surrounding

среды на параметры модул ционной катушки .medium on the parameters of the modulation coil.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 347704, кл. G 01 R 33/06, 1971.1. USSR Author's Certificate No. 347704, cl. G 01 R 33/06, 1971. 2.Патент Великобритании №1124565, кл. G 1 N, 1978.2. The UK patent number 11454565, cl. G 1 N, 1978. НаOn