11. Индукционные преобразователи
Принцип действия индукционных преобразователей основан на законе электромагнитной индукции, согласно которому, в электрической катушке, помещенной в изменяющееся магнитное поле, наводится ЭДС, величина которой зависит от напряженности поля и скорости его изменения. Если магнитное поле переменное, то скорость его изменения во времени задается источником поля. При постоянном поле его изменение в пространстве, занятом преобразователем, осуществляется вращением или перемещением последнего.
Неподвижные индукционные преобразователи называют пассивными, а подвижные- активными.
а) Пассивные индукционные преобразователи (ПИП).
Пассивный индукционный преобразователь представляет собой каркас из диэлектрического материала, на котором нанесена электрическая обмотка. Для увеличения чувствительности в катушку помещают ферромагнитные сердечники, однако, в этом случае амплитудная характеристика сердечника в области сильных полей становится нелинейной. Преобразователи, реагирующие на величину напряженности поля, называют полемерами, а на величину его градиента- градиентометрами.
Напряженность поля измеряют А/м, а его градиент:
.
ЭДС, наводимая в
электрической катушке гармоническим
полем, Hx=Hmx*
sinωt
определяется из выражения
где
- магнитная постоянная;
ω – круговая частота;
W- число витков обмотки;
S- ее сечение в направлении, перпендикулярном оси x;
Hmx- амплитудное значение напряженности магнитного поля.
12 Активные преобразователи
Среди активных преобразователей известны такие как сканирующие, вращающиеся и вибрирующие.
Сканирующие преобразователи применяют для измерения величины и градиента напряженности постоянного магнитного поля. Эти преобразователи перемещают с некоторой скоростью V вдоль определенной траектории. Порог реагирования преобразователя зависит от числа витков, скорости перемещения и составляет от 10 до 50 А/м.
Вращающиеся индукционные преобразователи.
ИП- измерительный прибор, Д- электродвигатель, П- преобразователь ИП– измерительный прибор. Принцип его действия легко понять из рис. Двигатель приводит во вращение инд-ую катушку, кот пересекает силовые линии магн поля у пов-ти ОК. Съем эл-ого сигнала с пр-ля осущ-ся измерительным прибором с помощью скользящих контактов.
Разновидностью вращающихся пр-лей яв пр-ль Барнетта, в котором одновитковый ротор вращается в измеряемом магнитном поле под действием струи воздуха со скоростью 500 об/сек. В преобразователях этого типа используется трансформаторный токосъем. Удается измерять напряженности магнитных полей, соответствующих индукции 10-12 Тл.
Вибрирующие преобразователи
Вибрирующий преобразователь представляет собой тонкослойную вибрирующую катушку, которой сообщают вибрации в направлении, перпендикулярном полю Нх. Такие преобразователи используют для измерения напряженности магнитного поля непосредственно вблизи поверхности объекта. Существенным недостатком преобразователей этого типа является высокая погрешность измерений (достигает 3-5%).
Феррозондовые преобразователи
Применяют два типа феррозондов (магнитодинамических магнитометров): полимеры и градиентометры. Первые из них служат для измерения напряженности магнитного поля, вторые – для градиента. Феррозонды позволяют измерить поля напряж-тью от 1 А/м и выше.