Принцип действия магнитного зонда

1

Х

2

4

3

Рис.2.16

Ф1

Ф2

Uп

Uв

Магнитный зонд имеет два сердечника 1(рис. 2.16), выполненные из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, например, из пермаллоя. На каждый сердечник наматываются обмотки 2и3,имеющие одинаковое количество витков. Эти обмотки соединяются последовательно и встречно и питаются напряжением U_п переменного тока. Магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые указанными обмотками, в любой фиксированный момент времени равны друг другу и противоположно направлены (рис. 2.17 а). Величина этих потоков подбирается таким образом, чтобы стержни при любом значении напряжённости измеряемого магнитного поля гарантированно переводились бы в состояние насыщения. На оба сердечника наматывается общая обмотка 4, с которой снимается выходной сигнал U_в магнитного зонда.

Принцип действия зонда состоит в следующем. При отсутствии внешнего намагничивающего поля Х (рис. 2.16) результирующий магнитный поток , связанный с обмоткой 4, будет равен нулю и на ее выходе никакого сигнала не будет.

Ф

Ф2

Ф

н

t

Ф

н

Ф

Ф2 Ф1 Ф2

Ф

н

Ф

х

t

Ф

н

Ф

с

t

U

в

t

Рис. 2.17.

Ф

Ф2

а)

б)

в)

г)

Если напряжённость Х измеряемого поля не равна нулю, то магнитный поток Ф_х этого поля в одном стержне будет складываться с потоком подмагничивания, а в другом вычитаться из него. Это приведёт к тому, что оба сердечника будут переходить в режим насыщения не одновременно (рис. 2.17 б), как это было при Х=0. В результате суммарный магнитный поток Ф_с, сцеплённый с обмоткой 4,будет изменяться так, как это показано на рис. 2.17 в. Изменение потока приведёт к появлению на выходной обмотке 4 напряжения U_в (рис. 2.17 г), пропорционального степени асимметрии потоков Ф1 и Ф2, а следовательно, и напряжённости измеряемого поля. В связи с тем, что за один период напряжения подмагничивания стержни будут переходить в насыщенное состояние два раза, частота импульсов U_в будет в два раза выше частоты напряжения U_п. В результате последующей фильтрации напряжение U_в преобразуется к гармоническому виду 1.

Следует отметить, что фаза выходного сигнала магнитного зонда изменяется на противоположную, если вектор напряжённости измеряемого поля меняет свой знак.