SU661447A1

SU661447A1 - Magnetic induction measuring device

Info

Publication number: SU661447A1
Application number: SU762377530A
Authority: SU
Inventors: Владимир Яковлевич Баржин; Евгений Михайлович Бороховский; Валентин Сергеевич Коновалов; Эдуард Борисович Крутофалов
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Командное Училище Им.Маршала Советского Союза Н.И.Крылова
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1979-05-05

Description

(54) ИЗМЕРИТЁЛЬЛ1АГНИ1 НОЙ ИНДУКЦИИ (54) MEASURATOR1AGNI1 NOY INDUCTION

- 1 - . - 1 - - -- - Изобретение относитс к радиотсхникс5 а именно к устройствам, предназна4еинэ1м ДЛЯ измерени магнитной иидукцни if ее изменений, и может быть использовано в радиоэлектронной и электрической промышдеинрсти . - . . ,, -, . ЙзвестИУ измepиteлн магнитной индукции , используе ые в радиотсхлических установках и приборах, содержащие пьезоэлектрический элемент, помещенный в Магиитном поле {.. -, - Недостатками их йл готс сложность изготовлеии , настройки и грбХюздкость йонст рукцйи. , ,v. . ,( , ,-,- , Из известных из мерителей магиитной й идукЦйи наиболее близким к предлагаемому ййл етс , измеритель индукции, содержащий чувствительный элемент, выгтолиенмый иа пр моугольной олупроводйиковой пластине с Р-областыопа одном койце и М-областыб на другом и област 1 и большой и малой рекомбинации М соответс вуйщих противоположный граи х между этими концами, К магииточувствителькому элементу поАведено посто нное напр жение, которое возбуждает в нем опорное магиитиое ПОЛО, и мер ема величина оИредел ет- е лО току возбуждени (2). --, ./ Недостатками егО вл юtc мала разрешающа способность и чувствительлость, малый днатшзон шл1е|) емой величины, зависимость пгжазакий Ът других физических влений (например, ичмоиени температуры ); kpone того, фикпфование величины измер емого гтараМетрХ ироизводитс амплитудными методами - , Цслыа изобретени влйетс повышение точности измерений. / ,. -. , ,,- Цель HoetwraeTca за счет того, что в измерителе магиитиой индукции, содержащем пьезоэлектрическую биморфйую пласtHHy с электродами на боковой поверхности, помещенную в Вакуумированйый баллои, и магиитопровод, последПии, выполнен в виде отдельн й5 ферромагнитных стержней, расположенных внутри в аллоиа, выступающие части которых закреплены в изол тора х, размещенных fl отверсти х баллона. На фиг. доказана функциоиальна схема измерител ; иа фиг. 2 - распределе ие ма1-питнь ч СИЛОВЫХ Линий. , Измеритель (фиг. I) содержит чJ BcтвиJ теЛьи ый элемент 1, представл ющий собой - one - . - 1 - - - - The invention relates to radio 5, namely to devices, intended for measuring magnetic and if changes, and can be used in the electronic and electrical industries. -. . ,, -,. The measurement of magnetic induction used in radiological equipment and devices containing a piezoelectric element placed in a magical field {.. -, - The drawbacks of their Gots complexity are the fabrication, tuning, and size of the contents of the device. , v. . , (,, -, -, Of the known measurers of magical power and the closest to the one proposed, the induction meter, containing a sensitive element, is graded with a rectangular semiconductor plate with a P-region, with one bed and an M-region in another, and region 1 and large and small recombination M corresponding to the opposite edges between these ends, a constant voltage is generated to the magnetosensitive element, which excites the reference mag- netic POLO in it, and the measured value of the OOE of the excitation current (2) . -, ./ The disadvantages of this method are its low resolution and sensitivity, a small data gap of | Δ, the dependence of the other physical phenomena (for example, temperature); Moreover, the fixation of the magnitude of the measured meter and the amplitude produced by the amplitude methods, according to the invention, is an increase in the measurement accuracy. /, -. , ,, - The purpose of HoetwraeTca is due to the fact that in the meter induction magick, containing a piezoelectric bimorphic plate HHy with electrodes on the lateral surface, placed in a vacuum balloon, and the magnetowire, after the post, is made as a separate 5th ferromagnetic rods arranged inside the alloia, followed by an alloya, and the maglo conduit, located inside the alloia, inside the alloia, are located inside the alloia, and the alloia, the lead parts of which are fixed in insulator x, located fl fl o the balloon. FIG. Proved the functional scheme of the meter; FIG. 2 - distribution of ma1-power lines. The meter (Fig. I) contains an element of 1 which represents

биморфный пьезоэлектрический резонатор, вы полненный из пьезокерамического материала и снабженный возбуждающими электродами 2 (в пьезорезонаторе проход т изгибные колебани ) и выводами 3, через которые подаетс .возбуждающее напр жение (выводу. служат и держателем резонатора), вакуумировайный баллон 4, выполненный из ферромагнитного материала с большим/ , магнитопровод 5, состо щий из отдельных ферромагнитных стержней специальной формы и изол торов из napoMarntiTHOro дИл лектрика 6.bimorph piezoelectric resonator to the fulfillment of the piezoceramic material and provided with the exciting electrode 2 (in the piezo resonator extend flexural vibration) and the terminal 3 through which is fed .vozbuzhdayuschee voltage (output. resonator holder and serve) vakuumirovayny cylinder 4 made of a ferromagnetic material with a large /, magnetic core 5, consisting of individual ferromagnetic rods of a special form and insulators from napoMarntiTHOro dIl electric 6.

Чувствительный элемент 1 снабжен магнитопроводом 5 и включаетс в автогенератор , который может б1)ть вьпюлнен по juoбой схеме п любым способом, например при ИF тeгpaльнoм иснолпении плата с генератором может быть расположепа даже впутрп биллопа.The sensing element 1 is equipped with a magnetic core 5 and is included in an auto-oscillator, which can be used according to the juicy scheme in any way, for example, with an IF and a generator, the board with the generator can be located even in the direction of the billop.

Измеритель работает следующим образом .The meter works as follows.

Автогенератор с пьезо- локтрическим резонатором возбуждаетс с помощью электродов 2 и выводов 3 и элемент I соверптет изгибные колебапи на определенной частоте f, эта частота f вл етс функцией многих величин, из которых главными вл ютс геометрические размеры пьезоэлемента и механические напр жени в нем. Геометрические размеры элемента 1 - величина практически посто нна и следовательно, определ ема ими частота также посто нна.An oscillator with a piezoelectric resonator is excited by electrodes 2 and pins 3 and element I complies with bending oscillations at a certain frequency f, this frequency f is a function of many quantities, of which the geometrical dimensions of the piezoelectric element and the mechanical stresses are main. The geometrical dimensions of element 1 are almost constant and, therefore, the frequency determined by them is also constant.

Дл изменени частот1 1 генерации нод действием измер емого магнитного пол необходимо этим полем измен ть механические напр жени в резонаторе. С этой целью резонатор выполрюн из пьезоматериала cju. /i о т.е. обладающего ферромагнитными свойствами, а весь измеритель снабжен магнитным баллоном 4 и магнитопроводом 5 Силовые линии измер емого пол через магнитопровод 5 подаютс к резонатору и создают в нем механические напр жени (изгибают резонатор), пропорциональные вели чине измер емого пол и, как следствие, привод т к пропорциональному изменению частоты.In order to change the frequency 1 1 of generation of the nodes by the action of the measured magnetic field, it is necessary by this field to change the mechanical voltages in the resonator. For this purpose, the resonator is molded from cju piezomaterial. / i about i possessing ferromagnetic properties, and the whole gauge is supplied with a magnetic balloon 4 and magnetic conductor 5 The power lines of the measured floor are fed through the magnetic conductor 5 to the resonator and create mechanical stresses in it (bend the resonator) proportional to the magnitude of the measured floor and, as a result, to proportional change in frequency.

Если возбужденный пьезоэлектрический резонатор, снабженный внешним магнитопроводом 5, выполненным из ферромагнитного материала с выcoкимJU, причем чем больше jk , тем выше эффект, поместить в магнитное поле, например, магнитное поле Земли, то в магнитопроводе 5 возникнет магнитный поток (см. фиг. 2), который оказывает механическое воздействие нас возбужденный 5 пьезорезонатор, собственна резонансна частота которого определ етс не только размерами пьезоэлемента, но и напр женностью магнитного пол , в которое он помещен, а также ориентацией пьезоэлектрического резонатора относительно этого пол , так как это поле создает силу, воздействующую на пьезоэлемент и вызывающую изменение унругих свойств пьезоэлемента. В результате изменении упругости пьезокристалла измен етс собственна частота генерируемыхIf an excited piezoelectric resonator equipped with an external magnetic core 5 made of ferromagnetic material with a high JU, and the greater the jk, the greater the effect, is placed in a magnetic field, for example, the Earth’s magnetic field, magnetic flux will occur in the magnetic core 5 (see Fig. 2 ), which exerts a mechanical effect on us excited 5 piezoresonator, whose own resonant frequency is determined not only by the size of the piezoelectric element, but also by the strength of the magnetic field in which it is placed, as well as orientation it has a piezoelectric resonator with respect to this field, since this field creates a force acting on the piezoelectric element and causing a change in the other properties of the piezoelectric element. As a result of a change in the elasticity of the piezocrystal, the natural frequency of the generated

15 ко.лсбанпй, так как она есть функци от 1+азм(ров н.мастины и нараметра, оиредел юпкмо упругие свойства.15 co. Lsbanning, since it is a function of 1 + azm (the level of N. masstina and size, it determined the yupkmo elastic properties.

H Mefienne частоты в широких пределах про110рцио)ально изменению магнитной индукции пол , в которое помещен пьезоэлектриO чески11 poioiuiTop. Если поле псремешюе, то снабдив измеритель детектором, можно измер ть частоту колебаний магнитного пол . Таким л)бразом, использование дополнительно внешнего специального магнитопро ,- вода из ферромагнитного материала с высоким /« дает возможность по изменению частоты ко.юб.ший пьезоэлектрического резонатора оценить интенсивность внешних электромагнитных источников.H Mefienne frequency over a wide range is projected to change the magnetic induction of the field in which the piezoelectric 11 poioiuiTop is placed. If the field is intermixed, then by providing the meter with a detector, it is possible to measure the oscillation frequency of the magnetic field. Thus, using an additionally external special magnetic projection, water from a ferromagnetic material with a high / “, makes it possible to estimate the intensity of external electromagnetic sources by varying the frequency of a ko.yub.shi piezoelectric resonator.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 353220, class; G 01 R 33/12, 1971.

2. Japanese patent number 42351, cl. 110L1, 1969.