13.Магнитомодуляционные преобразователи (ммп).

Магнитомодуляционным называется преобразователь, действие которого основано на изменении магнитного состояния ферромагнитного материала при одновременном намагничивании в постоянных и переменных полях. Модуляция магнитным потоком возможна за счет нелинейных свойств магнитной цепи.

В измерительной технике ММП применяются для измерения напряженности магнитного поля (феррозонды), для преобразования постоянного тока в переменный с уменьшением абсолютного значения тока (измерительные трансформаторы постоянного тока), для преобразования постоянного тока в переменный с увеличением абсолютного значения тока (магнитные усилители), для измерения перемещения объекта, с которым связывается подвижная часть преобразователя, несущая постоянный магнит (магнитомодуляционные перемещения).

На рисунке а) представлена упрощенно в виде ломаной линии 1 основная кривая намагничивания ферромагнитного материала. Там же показана кривая 2 магнитной проницаемости и кривая 3 магнитной проницаемости .

а)

На этом же рисунке даны кривые 4, 5, 6 напряженностей переменного магнитного поля , наложенного на постоянное магнитное поле с напряженностью , при этом напряженность переменного поля может быть много меньше напряженности постоянного поля (кривая 4), сравнима с ней по значению (кривая 5) или больше ее (кривая 6), а напряженность постоянного магнитного поля может быть как меньше, так и больше напряженности насыщения .

Для магнитной цепи ММП характерны 3 режима работы:

а)

б)

в)

В первом режиме, показанном на рисунке а), магнитное сопротивление переменному потоку зависит от величины и при может быть определено дифференциальной магнитной проницаемостью . При сравнимых величинах и для анализа работы магнитной цепи используются характеристики двойного намагничивания . Во втором режиме (рис.б) модулирующим является постоянное поле. Сердечник находится в режиме насыщения и выходит из него в те полупериоды переменного напряжения, когда напряженность направлена навстречу и достигает такого значения, что результирующая напряженность оказывается меньше напряженности насыщения.

б)

Таким образом, для переменного магнитного поля сердечник работает в ключевом режиме, включаясь на отрезке времени (а,в), когда . Всю остальную часть периода магнитная проницаемость сердечника мала. Обмотка, по которой проходит переменный ток, имеет малую индуктивность и лишь на участке (а,в) магнитная проницаемость и индуктивность резко возрастают.

В третьем режиме модулирующим является переменное поле. Для постоянного магнитного поля сердечник работает в ключевом режиме, включаясь дважды за каждый период. Когда напряженность переменного поля находится в диапазоне, ограниченном штриховыми прямыми (рис.в).

в)

Действительно, в ту часть периода, когда магнитная проницаемость сердечника велика и он является для постоянного потока нормальным ферромагнетиком с магнитной проницаемостью μ=10³-10⁵ μ₀, а в ту часть периода, когда , магнитная проницаемость сердечника падает до значения μ=10-1 μ₀ и он как бы отсутствует для постоянного магнитного поля.