Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Феррозондовые преобразователи
Это компонентные преобразователи, предназначенные для измерения либо напряженности магнитного поля, либо ее изменения в пространстве. Действие феррозондового преобразователя основано на нелинейности кривых намагничивания сердечников из магнитных материалов. В зависимости от взаимной ориентации векторов напряженности внешнего магнитного поля и магнитного поля возбуждения преобразователя различают феррозонды с продольным и поперечным возбуждением. Феррозонд с продольным возбуждением состоит из двух идентичных полузондов, каждый из которых содержит цилиндрический сердечник из магнитомягкого материала с размещенными на нем двумя катушками. Одна катушка (возбуждающая) подключается к источнику переменного тока, другая является измерительной. Схема подключения обмоток в феррозонде-полемере показана на рис. 5.45.
Рисунок 5.45 Схема соединения обмоток феррозонда-полемера.
Здесь обмотки возбуждения соединены встречно, вектор напряженности магнитного поля параллелен оси сердечника. На рис. 5.46 показаны зависимости во времени для напряженности и индукции в каждом сердечнике в отсутствии внешнего магнитного поля. Характер изменения индукции в каждом сердечнике одинаков и значения индукций отличаются только знаком; следовательно, выходной сигнал, равный сумме ЭДС в измерительных катушках, будет равен нулю.
Рисунок 5.46 Напряженность и магнитная индукция в стержнях феррозонда.
При воздействии постоянного магнитного поля напряженность в первом и во втором сердечниках будут отличаться. Поэтому вследствие нелинейности кривой намагничивания значения индукции в стержнях становятся различными, что видно из рис. 5.47. Выходной сигнал преобразователя имеет несинусоидальную форму, а его период вдвое меньше периода возбуждающего тока. Это означает, что постоянное внешнее поле обусловливает появление второй гармоники в выходном сигнале феррозонда. Эта вторая гармоника и является информационной, по ней судят о напряженности постоянного магнитного поля. Рисунок 5.47 Магнитная индукция в стержнях феррозонда-полемсра при воздействии постоянного поля.
На рис. 5.48 показана характеристика преобразования для феррозонда, работающего в режиме полемера. Рабочим является близкий к линейному начальный участок характеристики, где действующее значение второй гармоники пропорционально напряженности поля. При значительном увеличении напряженности поля происходит насыщение материала сердечника, в результате чего индукция становится независимой от напряженности возбуждающего поля и ЭДС каждой измерительной обмотки уменьшается практически до нуля.
Рисунок 5.48 Характеристика феррозонда-полемера. Для оценки неоднородности постоянного во времени магнитного поля используется феррозонд-градиентометр, который по устройству аналогичен феррозонду-полемеру и отличается от него соединением обмоток (рис. 5.49). Рисунок 5.49 Схема соединения обмоток феррозонда-градиентометра.
Обмотки возбуждения соединены так, что в однородном поле, напряженность, а следовательно, и индукция в каждом сердечнике одинаковы в любой момент времени. Измерительные катушки включены встречно, поэтому выходное напряжение феррозонда, соответствующее разности ЭДС в измерительных катушках, будет равно нулю. Если же напряженность поля изменяется в направлении, ортогональном направлению вектора Но, то это приведет к тому, что индукция в каждом сердечнике не будет одинаковой и появится выходной сигнал преобразователя (рис. 5.50). Рисунок 5.50 Магнитная индукция в стержнях феррозонда-градиентометра.
Выходное напряжение, как и в предыдущем случае, несинусоидально, главной его особенностью является наличие второй гармоники. Амплитуда выходного сигнала пропорциональна степени неоднородности внешнего поля. Таким образом, во всех случаях применения феррозондов необходимо выделять вторую гармонику выходного сигнала, так как именно она несет информацию о напряженности измеряемого поля. При этом первая гармоника должна подавляться.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-22; Просмотров: 488; Нарушение авторского права страницы