Разработка индукционного преобразователя для измерения

ІХ Міжнародна науково-практична студентська конференція магістрантів
УДК 6519.2
С.П. ШАЛАМОВ , НТУ «ХПИ», Харьков, Украина
В.В. КНЯЗЕВ, канд. техн. наук, вед. науч. сотр. НИПКИ «Молния» НТУ
«ХПИ», Харьков, Украина
Разработка индукционного преобразователя для измерения
параметров сверхширокополосного импульсного магнитного поля
Измеритель магнитного поля состоит из двух типов индукционных
преобразователей, предназначенных для регистрации амплитудно-временных
параметров однократных импульсов магнитных полей. У измерителя
применены по одной катушки двух видов: фронта и спада. Конструктивно все
катушки наматываются на каркас, помещаемого в паз алюминиевого
цилиндрического корпуса, по образующей которого имеется прорезь. Корпус
предназначен
для
защиты
катушки
от
электрических
полей
(электростатический экран) и механических повреждений.
Преобразователи работают на принципе преобразования измеряемого
магнитного поля в пропорциональный ему электрический сигнал при помощи
эффекта электромагнитной индукции. Измерительным преобразователем (ИП)
индукционного типа служит катушка без сердечника, э.д.с. в которой
определяется по формуле:
ed    o  r SW
где
dH
cos ,
dt
 o  4  10 7 г / м
 r - относительная магнитная проницаемость;
S –площадь рамки;
W – количество витков рамки;
 -угол между направлением вектора Н и нормалью к рамке.
Для восстановления формы измеряемого сигнала к выходу ИП
подключается пассивный RC или RL-интегратор, напряжение на выходе
которого
 SW cos 
U 0 t   0
H t 
Ти
где Ти – постоянная интегрирования.
Интегратор повторяет форму импульса в диапазоне 0  t  0,1Т и .
Коэффициентом преобразования измерителя магнитного поля называется:
U t   SW cos 
km  0  0
H t 
Ти
Так как параметры km и Ти, определяющие амплитудно-временные
характеристики выходного сигнала обратно пропорциональны друг другу, то
при расчетах измерителей необходимо ограничивать то ли чувствительность, то
ISSN 978-966-593-724 (ч. 2) Матеріали конференції, 2015
197
ІХ Міжнародна науково-практична студентська конференція магістрантів
ли временные характеристики измерителей за счет преимущественного
использования одного из параметров. Поэтому невозможно создать
высокочувствительный измеритель с очень широкой полосой пропускания. В
конструкции с целью измерения сверхширокого временного диапазона
применен комплект из двух измерителей. Нижний предел чувствительности
определяется чувствительностью осциллографа.
Измеритель ИНМП-Ф предназначен для измерения импульсов магнитного
поля наносекундного диапазона и имеет время нарастания передаточной
характеристики не более 10 нс. Измеритель ИНМП-С предназначен для
измерения импульсов магнитного поля милисекундного диапазона и может
измерять импульсы до нескольких мс. Электрическая схема приведена на рис 1.
R2
K1
ИНМП-Ф
L1
R1
R3
ДУ ЭО
R4
L2
K2
R5
R6
C1
ИНМП-С
Рис. 1 – Электрическая схема ИНМП
На рис 2 приведены осциллограмма, иллюстрирующая работу ИНМП (1 –
импульс магнитного поля; 2 – сигнал с ИНМП).
Рис. 2 – Осциллограммы
Список литературы:
1. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля / Л Кнопфель Г. – М. : Мир,
1972. – 392 с.
2. Панин В.В. Измерение импульсных магнитных и электрических полей / Панин В.В.,
Степанов Б.М. – М. : ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1987. – 120 с.
198
ISSN 978-966-593-724 (ч. 2) Матеріали конференції, 2015