Индукционные преобразователи

В основу действия индукционных преобразователей положен закон электромагнитной индукции (М. Фарадей, 1831 г.), согласно которому во всяком замкнутом контуре (катушке) с числом витков w при изменении потока магнитной индукции Ф через площадь S, ограниченную этим контуром, возникает ЭДС индукции:

е = –wdФ/dt. (1.33)

Знак «–» указывает на то, что ЭДС увеличивается при уменьшении и уменьшается при возрастании Ф (закон Джоуля-Ленца). В общем случае катушка может иметь магнитный сердечник с проницаемостью m_т, а изменение Н может происходить под углом a к нормали контура (оси х на рис. 1.30).

Тогда

Ф = m₀m_тНScosa. (1.34)

Отсюда возникает четыре возможности возникновения ЭДС в катушке:

е₁ = –m₀m_тScosadH/dt; (1.35)

e₂ = –m₀m_тНcosadS/dt; (1.36)

e₃ = –m₀m_тНSsinada/dt; (1.37)

e₄ = –m₀SНcosadm_т/dt. (1.38)

во всех этих случаях катушка является преобразователем магнитного поля в электрический сигнал. При этом в трех последних случаях формулы [(1.36) – (1.38)] преобразователи активные, поскольку к катушке необходимо подводить дополнительную энергию, в первом случае [формула (1.35)] ЭДС, называемая трансформаторной, возникает за счет изменения напряженности во времени, т. е. только в переменных полях. Такой преобразователь является пассивным, так как используемая им энергия поступает от измеряемого поля. В случае, если катушка вращается в магнитном поле (1.37), преобразователь называется индуктором. согласно выражению (1.36) необходимо менять площадь катушки, по уравнению (1.38) изменяют проницаемость сердечника в катушке (феррозондовые преобразователи).

Пассивные индукционные преобразователи согласно выражению (1.35), но в виде

при (1.39)

применяют при контроле рельсов, уложенных в путь, с помощью индукционных вагонов-дефектоскопов.