ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНОЙ
Полезная модель относится к области электрических и магнитных измерений, в частности, к измерениям магнитной индукции.
Известны устройства для измерения магнитной индукции методом прямого преобразования, включающие датчики Холла (см. Гальваномагнитные преобразователи в измерительной технике/В.В.Брайко, И.П.Гринберг, М.: Энергоатомиздат, 984.-С.247-249), в которых информация об индукции магнитного поля снимается в виде напряжения Холла.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств, относится влияние погрешностей датчика Холла: нелинейность его функции преобразования, временная и температурная нестабильность параметров.
Известны также устройства для измерения индукции с использованием компенсационного метода и отрицательной обратной связи (см. там же, стр.131). Недостатком такого устройства является трудность измерения индукции свыще 0,01 Тл, поскольку в воздухе трудно создать компенсирующее магнитное поле.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению является измерительный преобразователь магнитной индукции согласно полезной модели №9972 (МПК G01R33/00, опубл. 16.05.99, бюлл. №5), в которой предложено использовать высокочастотное магнитное поле для сужения петли гистерезиса магнитопровода.
Недостатком, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, является сложность конструкции устройства, выражающаяся в необходимости выполнения дополнительной обмотки, наматываемой на концентратор магнитного поля.
MOKGOIR 33/00
ИНДУКЦИИ
Сущность полезной модели состоит в стремлении получить технический результат, заключающийся в упрощении схемы и измерительного преобразователя магнитной индукции.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном измерительном элементе магнитной индукции, содержащем концентратор магнитного поля, генератор напряжения, импульсный генератор, детектор нуля поля, включающий последовательно соединенные датчик поля и формирователь импульса, намагничивающую обмотку, один вывод которой соединен с датчиком импульсного тока, выполненного в виде щунта с заземленным вторым выводом, причем его первый вывод соединен с входом устройства выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульса, а выход является выходом преобразователя, причем концентратор выполнен в виде магнитопровода из двух П-образных сердечников, в зазоре которых на стороне магнитопровода с намагничивающей обмоткой расположен датчик Холла, используемый в качестве датчика поля, особенность заключается в том, что в него введен сумматор, выход которого соединен с другим выводом намагничивающей обмотки, первый вход подключен к выходу импульсного генератора, а второй - к выходу генератора напряжения.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отнощению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляема  . соответствует условию новизна.
На чертежах представлено: на фиг. 1 изображена структурная схема устройства, фиг.2 поясняет работу устройства.
Устройство (фиг.1) содержит магнитопровод 1, в зазоре которого размещен датчик Холла 2. Один выходной зажим датчика 2 соединен с землей, а второй - с входом формирователя импульсов 3, выход которого подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения (УВХ) 4. Намагничивающая обмотка 5 включена между сумматором 6 и датчиком импульсного тока 7, второй вывод которого заземлен. Общая точка обмотки 5 датчика 7 соединена с входом УВХ 4, выход которого является выходом преобразователя. Генератор импульсного тока 8 соединен с первым входом сумматора 6. Генератор напряжения 9 соединен со вторым входом сумматора 6.
Измерительный преобразователь магнитной индукции функционирует следующим образом.
Пусть подлежащая измерению индукция магнитного поля равна BQ. Для концентрации магнитного потока с целью увеличения чувствительности при измерении магнитной индукции служит магнитопровод 1. В этом случае магнитная индукция возрастает: B/(//N)Bo, где N - коэффициент размагничивания, зависящий от параметров магнитопровода, поскольку по отнощению к внещнему магнитному полю магнитопровод можно рассматривать как разомкнутый сердечник, коэффициент концентрации (усиления) которого определяется коэффициентом размагничивания N. Ток генератора 8, протекая по намагничивающей обмотке 5, создает в магнитопроводе магнитную индукцию В:, направление которой в рабочей части ма1 нитоировода противоположно индукции В/. В момент равенства индукций формирователь 3 вырабатывает управляющий (короткий) импульс, подаваемый на вход управления УВХ 4, в течение которого напряжение с датчика 7, подаваемое на вход УВХ 4 и пропорциональное току генератора 8, запоминается. Поскольку ток генератора 8 пропорционален индукции 5, то при  выходное напряжение элемента пропорционально индукции 5/, а, следовательно, измеряемой индукции BO.
в идеальном случае рабочая точка части магнитопровода с датчиком Холла при В  должна находиться в начале координат характеристики В(Н), но из-за гистерезиса она находится либо в точке а, либо в точке b (фиг.2). Это приводит к снижению точности измерения, поскольку коэрцитивная сила Не вносит аддитивну о погрешность, причем значение этой силы не является постоянным.
Известно, что влияние гистерезиса можно уменьшить наложением поля более высокой частоты (см. Розенблат М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. - М.: Наука, 1966. - С.31). С этой целью используется генератор напряжения 9, вырабатываюший сигналы более высокой частоты по сравнению с напряжением генератора 8. Выбором соответствующего соотношения амплитуд сигналов генераторов 8 и 9 можно получить практически бесгистерезисную зависимость В(Н) для компенсирующего низкочастотного поля, что способствует повышению точности измерения магнитной индукции. Напряжение генератора 9, в отличие от прототипа, подается на намагничивающую обмотку 5 через сумматор 6, чем достигается упрощение схемы преобразователя магнитной индукции, поскольку выполнение обмотки является трудоемкой операцией.
Таким образом, выщеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промыщленная применимость.