SU851292A1 - Device for measuring magnetic field parameters - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испо ь зовано дл  измерени  параметров магнитного пол  (составл ющих вектора магнитной индукции, пространственных производных вектора магнитной индукции и т.д.)/ например, в геофизике дл  проведени  магниторазведочных работ/ и медицине дл  диагностики сер .дечно-сосудистых заболеваний, в промышленности дл  автоматизации производственных процессов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure magnetic field parameters (components of magnetic induction vector, spatial derivatives of magnetic induction vector, etc.) / for example, in geophysics for magnetic prospecting / and medicine for diagnosing ser. DECD, in industry for automating production processes.

Известно устройство, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, тороидальную обмотку возбуждени , размещенную на этом сердечнике, и измерительную обмотку, котора  размещена на упом нутом сердечнике в его диаметргшьной плоскости 1.A device is known which comprises an annular ferromagnetic core, a toroidal excitation winding placed on this core, and a measuring winding which is located on said core in its diameter 1.

Недостаток данного устройства заключаетс  в его невысокой точности .The disadvantage of this device lies in its low accuracy.

Известно также устройство, содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник , тароидгшьиую обмотку возбуждени  и две измерительные обмотки. Обмотка возбуждени  и измерительные обмотки размещены на кольцевом ферромагнитном сердечнике, при It is also known a device comprising an annular ferromagnetic core, an excitation tarot winding and two measuring windings. An excitation winding and measuring windings are placed on an annular ferromagnetic core, with

измерительные обмотки размещены на упом нутом кольце диаметрально и си1уп«1етрично относительно центра этого кольца 2 .The measuring windings are located diametrically on the said ring and symmetrically relative to the center of this ring 2.

Недостатком такого устройства  вл етс  низка  точность измерени  пат раметров магнитного пол .The disadvantage of such a device is the low accuracy of measurement of magnetic field parameters.

Цель изобретени  - повьашение точности измерени  параметров магнит10 ного пол .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the parameters of a magnetic field.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  параметров магнитного, пол , содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, This goal is achieved by the fact that a device for measuring parameters of a magnetic field containing an annular ferromagnetic core,

15 тороидальную обмотку возбуждени  и две измерительные обмотки, снабжено дополнительным кольцевым ферромагнитным сердечником, электростатическим экраном и витком св зи, выпол20 ненным  з электропровод щего немагнитного материала в виде полого тела, образованного вращением плоского замкнутого контура вокруг осл, расположенной в плоскости контура и 15, a toroidal excitation winding and two measuring windings are provided with an additional ferromagnetic ring core, an electrostatic shield and a coil of communication made of a conductive nonmagnetic material in the form of a hollow body formed by rotating a flat closed contour around the donkey located in the plane of the contour and

25 непересекан цейс  с ним, при этом обмотка возбуждени  размещена на дополнительном кольцевом ферромагнитном сердечнике, а оба сердечника, раз деленные электростатическим экраном, 25 is not intersected with it, while the excitation winding is placed on an additional ferromagnetic ring core, and both cores separated by an electrostatic shield,

Claims (2)

30 размещены в замкнутой полости витка сгв зи соосно с осью, расположенной в плоскости контура и непересекающей с  с ним. На фиг, ,1 изображена конструкци  предлагаемого устройства; на фиг. 2 развез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - ра рез Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит кольцевой фер ромагнитный сердечник 1, две измерительные обмотки 2 и 3, которые размещены на сердечнике 1 диаметрально и симметрично относительно центра этого кольцевого сердечника 1, дополнительный сердечник 4, тороидальную обмотку 5 возбуждени , размещенную на сердечнике 4,виток б св зи и электростатический экран 7. СердечНИКИ 1 и 4 размещены в замкнутой полости витка б св зи соосно с осью MN и разделены электростатическим экраном 7. Дополнительный кольцевой ферромаг ниткый сердечник 4 с тороидальной обмоткой 5 воз.буждени  размещены в полости витка 6 св зи (фиг. 2). На фиг. 3 показано размещение кольцевого ферромагнитного сердечника 1 с двум  измерительными обмот ками 2 и 3. Устройство дл  измерени  парамет ров магнитного пол  работает следую щим образом. Переменный ток, протекающий по обмотке 5, размещенной на сердечник 4, создает тороидальное переменное магнитное поле, которое наводит электродвижущую силу (ЭДС) в витке б св зи. Эта ЭДС вызывает протекание тока в витке б св зи, который с протекающим по нему переменным токо создает в,полости этого витка переменное магнитное поле, перемагничивающее сердечник 1. При наличии внешнего посто нного или инфранизкочастотногс магнитного пол  в спек ре ЭДС измерительных обмоток 2 и 3 по вл етс  втора  гармоника, пропор циональна  значению этого пол . При этом электростатический экран 7 ос лабл ет прохождение напр жени  втор гармоники, котора  всегда присутствует на обмотке 5 возбуждени , чере паразитную емкостную св зь между упом нутой обмоткой 5 и измерите1/ьными обмотками 2 и 3, что повышает точность измерени  парс1Метров магнитного пол  предлагаемым устройств Виток 6 св зи, имеющий большую поверхность соприкосновени  с окружающей средой, ослабл ет нагрев сер дечника 1 со стороны цепи возбужден в которую вход т обмотка 5 возбужде ни  с кольцевь1м ферромагнитным сердечником 4 и данный виток б св зи. Кроме того, между витком б св зи с протекающим по нему переменным токо и сердечником 1 имеетс  зазор, что лучшает отвод тепла от этого серечника , нагрев которого обусловлен отер ми в упом нутом сердечнике ри перемагничивании . Ослаблен н,ые епловые воздействи  на сердечник 1 беспечивают повышение точности изерени  параметров магнитного пол  редлагаемым устройством. Низкое омическое сопротивление витка св зи, его высока  теплоотдача обеспечивают возможность увеличени  амплитуды пол  возбуждени , перемагничивающего сердечник 1, что также повышает точность измерени  параметров магнитного пол  предлагаемым устройством за счет снижени  уровн  магнитных шумов. Конструкци  витка б св зи обеспечивает высокую стабильность его посто нной, что, в свою очередь , вызывает повышение точности измерени . Повышение точности измерени  посто нных и инфранизкочастотных магнитных полей предлагаемым устройством достигаетс  также тем, что виток б св зи одновременно выполн ет функцию электромагнитного экрана дл  измерительной обмотки, эффективность экранировани  которой возрастает с повышением частоты электромагнитного пол . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , содержащее кольцевой ферромагнитный сердечник, тороидальную обмотку возбуждени  и две измерительные обмотки, о .т л и ч а ю- . щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено дополнительным кольцевым ферромагнитным сердечником, электростатическим экраном и витком св. зи, выполненным из электропровод щего немагнитного материала в виде полого тела, образованного вращением плоского замкнутого контура вокруг оси, расположенной в плоскости контура и непересекающейс  с ним, при этом обмотка возбуждени  размещена на дополнительном кольцевом ферромагнитном сердечнике, а оба сердечника, разделенные электростатическим экраном, размещены в замкнутой полости витка св зи соосно с осью, расположенной в плоскости контура и непересекающейс  с ним. Источники информации, прин тые ао внимание при экспертизе 1.Патент США № 3421074, кл. 32442 , 1970. 30 are placed in a closed cavity of a coil of cohesion, coaxially with an axis located in the plane of the contour and not intersecting with it. Fig. 1 shows the structure of the proposed device; in fig. 2 dispersed AA in FIG. one; in fig. 3 - Raz cut BB in FIG. 1. The device comprises an annular ferromagnetic core 1, two measuring windings 2 and 3, which are placed diametrically and symmetrically on core 1 relative to the center of this ring core 1, additional core 4, toroidal excitation winding 5 placed on core 4, coil b connection and an electrostatic screen 7. The cores 1 and 4 are placed in a closed cavity of the coil b communication coaxially with the axis MN and separated by an electrostatic screen 7. An additional ring ferromagnetic core 4 with a toroidal winding 5 vozb REPRESENTATIONS placed in the cavity of the communication coil 6 (Fig. 2). FIG. Figure 3 shows the arrangement of an annular ferromagnetic core 1 with two measuring windings 2 and 3. A device for measuring the parameters of a magnetic field works as follows. The alternating current flowing through the winding 5, placed on the core 4, creates a toroidal alternating magnetic field, which induces an electromotive force (EMF) in coil b of communication. This EMF causes current to flow in a coil of communication, which, with the alternating current flowing through it, creates in the cavities of this coil an alternating magnetic field reversing the core 1. In the presence of an external constant or infra-low magnetic field in the EMF spectrum of the windings 2 and 3 a second harmonic appears, proportional to the value of this field. At the same time, the electrostatic screen 7 weakens the passage of the voltage of the second harmonic, which is always present on the excitation winding 5, through the parasitic capacitive coupling between said winding 5 and measure 1 / n windings 2 and 3, which improves the accuracy of measuring the pars of the magnetic field of the proposed device The connection coil 6, which has a large contact surface with the environment, weakens the heating of the core 1 from the side of the circuit, which is excited to the winding 5 of the excitation with either a ferromagnetic core 4 and data second coil of communication. In addition, there is a gap between the coil of the coupling with the alternating current flowing through it and the core 1, which better removes heat from the seremnik, the heating of which is due to wiping in the said core when the magnetization reversal. The weakened thermal effects on the core 1 provide an increase in the accuracy of measuring the parameters of the magnetic field by the device. The low ohmic resistance of the coil, its high heat transfer make it possible to increase the amplitude of the field of excitation, reversal of the core 1, which also improves the accuracy of measuring the magnetic field parameters by the proposed device by reducing the level of magnetic noise. The design of the coil of communication provides high stability of its constant, which, in turn, causes an increase in measurement accuracy. Improving the accuracy of measuring constant and infra-low magnetic fields by the proposed device is also achieved by the fact that the coil b communication simultaneously performs the function of an electromagnetic screen for the measuring winding, the screening efficiency of which increases with increasing frequency of the electromagnetic field. Claims An apparatus for measuring parameters of a magnetic field comprising an annular ferromagnetic core, a toroidal excitation winding and two measuring windings, o.t. Now that, in order to increase accuracy, it is equipped with an additional ring ferromagnetic core, an electrostatic screen and a turn of St. zi made of electrically conductive non-magnetic material in the form of a hollow body formed by rotating a flat closed contour around an axis located in the plane of the contour and not intersecting it, while the excitation winding is placed on an additional ring ferromagnetic core, and both cores separated by an electrostatic shield are placed in the closed cavity of the coil of communication, coaxially with the axis located in the plane of the contour and not intersecting with it. Sources of information taken into consideration in the examination 1. US Patent No. 3421074, cl. 32442, 1970. 2.Гейгер В. магнитометр с насыщенным тороидальным сердечником. Электроника. М., Мир, 1962, т. 25, № 22, С. 29-35.2. Geiger V. Magnetometer with a saturated toroidal core. Electronics. M., Mir, 1962, t. 25, No. 22, p. 29-35. И /   And / фиг. 1FIG. one