ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в различных областях науки и промышленности при создании датчиков магнитного поля.
Известны датчики постоянного и переменного магнитного поля на основе магнитоэлектрического эффекта например (Петров Р.В., Леонтьев B.C., Магнитоэлектрический магнитометр. Вестник Новгородского государственного университета №75 Т1 2013 г.)
Описанное в статье устройство содержит чувствительный магнитоэлектрический элемент катушку индуктивности, генератор и элементы обработки сигнала, включающие: усилитель, детектор, ацп, микропроцессор, индикатор и пульт управления.
Недостатком данного устройства является совпадение частоты возбуждения с частотой измеряемого сигнала датчика. Отстройка от частоты возбуждения является сложной технической задачей и это ограничивает его чувствительность.
Предлагаемое изобретение направлено на решение технической задачи по устранению указанных недостатков.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении чувствительности датчика магнитного поля в широком диапазоне температур.
Указанный технический результат достигается тем, что в датчике магнитного поля, содержащем магнитоэлектрический элемент (МЭ), состоящем из магнитострикционного ферромагнетика (МФМ), на котором закреплен пьзоэлемент (ПЭ1) со встречно-штыревым преобразователем (ВШП), являющимся частотнозадающим элементом первого генератора Г1, второй аналогичный пьезоэлемент (ПЭ2) - частотнозадающим элементом второго генератора (Г2), сигналы с генераторов поступают на блок выделения разностной частоты (БВРЧ), а с него на блок обработки сигнала (БОС).
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
На фиг. 1 показано устройство магнитоэлектрического элемента.
На фиг. 2 приведена блок схема заявляемой полезной модели.
Предлагаемая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения требуемого технического результата.
Датчик работает следующим образом. При отсутствии магнитного поля генераторы Г1 и Г2 вырабатывают одинаковые частоты (в пределах ошибки измерения) поступающие на БВРЧ после него сигнал отсутствуй на индикаторе БОС отображаются нули. При воздействии постоянного магнитного поля на магнитоэлектрический элемент за счет магнитостриционного эффекта происходит продольная деформация ферромагнетика, которая передается на ПЭ1 в результате меняется его резонансная частота, в результате на выходе БИРЧ появляется разностная частота Δf, которая поступает на БОС и на индикаторе появляется значение индукции магнитного поля.
Благодаря возможности очень точного измерения частоты датчик обладает высокой точностью. Реакция на деформацию ПЭ на ВПШ линейна в широком динамическом диапазоне.
Следует отметить т.к. ПЭ на ВШП имеют резонансные частоты лежащими в области десятков и сотен мегагерц, то при соответствующе обработке сигнала можно измерять переменные магнитные до сотен килогерц.