(495)510-98-15
Меню
Главная »  Измерение лучистой энергии 

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

напряжения на л/2. Это вызвано условиями работы, так как частота сигнала в два раза больше частоты опорного напряжения. Величина опорного напряжения, поступающего от генератора, составляет около 8-9 в, частота 2 кгц. Нагрузкой детектора служит микроамперметр на 50 мка с нулем посередине.

Более детальное пояснение принципа работы фазо-чувствительного детектора можно найти в работах [Л. 6 и 7].

Вся измерительная схема охвачена отрицательной обратной связью, которая через сопротивление Rx подается на катушки возбуждения. С помощью этого сопротивления изменяют диапазон измерения. Для компенсации внешнего магнитного поля можно применить небольшой постоянный магнит, закрепив его на датчике.

Вращением магнита вокруг оси компенсируют внешнее поле до 0,5 э. Потребляемый прибором ток не превышает 50 ма. Для точных измерений напряжение питания должно составлять 4 в ±2%.

Феррозондовый датчик состоит из двух пермаллоевых сердечников марки 80НХС 0,1 X 1,5 X 46 мм. На каждый сердечник в отдельности намотано по возбуждающей обмотке из 800 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм. Сердечники параллельно закреплены в каркасе, расстояние между ними 2 мм. Сверху намотана измерительная обмотка, состоящая из 2500 витков того же провода. Для предохранения от механических повреждений вся конструкция залита головаксом и помещена в футляр из пластмассы. Датчик соединен с прибором экранированным кабелем длиной 5-7 м.

Максимальная чувствительность прибора такова, что при компенсации внешнего магнитного поля до нуля стрелка микроамперметра под воздействием магнитного поля канцелярской кнопки, расположенной в 150 мм от датчика, отклоняется на 10 делений.

Прибор для определения намагниченности и магнитной восприимчивости различных веществ

Напомним, что вещество, будучи помещено в магнитное поле, намагничивается, т. е. само приобретает магнитные свойства. Магнитный момент единицы объема намагниченного тела называют намагниченностью. Спо-

собность вещества к намагничиванию определяет отношение намагниченности к напряженности внешнего магнитного поля, вызывающего намагничение, и поэтому, магнитную восприимчивость можно определить как коэффициент пропорциональности между намагниченностью и внешним магнитным полем. Измерение намагниченности и магнитной восприимчивости различных веществ дает много ценных сведений о природе и свойствах исследуемого вещества.

На рис. 13 показана схема прибора, измеряющего указанные величины ферромагнитных, парамагнитных и диамагнитных веществ. Схема состоит из генератора, тороидального феррозонда, измерительного избирательного усилителя, синхронного детектора и регистрирующего прибора.

Генератор возбуждения выполнен на двух транзисторах 7\ и Т2- Первый каскад - задающий, частота генерации равна 3 кгц и определяется параметрами катушки Lx с отводом от середины и конденсатора Ci- Устойчивую генерацию обеспечивают подбором величины обратной связи с сопротивления /?4 через сопротивление Rx на базу транзистора 7\. Задающий генератор и выходной каскад связаны между собой через конденсатор С3 и сопротивление R5. Назначение сопротивления R5- уменьшать влияние выходного каскада на транзисторе Г2 на частоту задающего генератора. Для температурной стабилизации всего генератора служат делители напряжения в цепях без транзисторов R2, R3 и R6 и диод Дх (типа Д7Ж)-

Напряжение генератора, составляющее около 2 в, поступает на феррозондовые датчики тороидального типа Тр2 и Тр3. Оба датчика совершенно идентичны по способу изготовления и по конструкции, их первичные обмотки включены последовательно. Так же последовательно они включены между собой. Вторичные обмотки датчика 7р2 соединены между собой последовательно, но встречно. Так же соединены друг с другом вторичные обмотки датчика Тр3. Между собой секции вторичных обмоток обоих датчиков соединены последовательно, но встречно. Точками у обмоток на схеме датчиков обозначены начала обмоток.

Согласование секций вторичных обмоток датчиков между собой обеспечено их шунтированием посредством сопротивлений R7-R9.




Каждый датчик выполнен в виде тороидального сердечника из четырех витков пермаллоевой ленты толщиной 0,1 мм и шириной 6 мм. Диаметр кольца 40 мм. Лента снаружи и изнутри защищена эбонитовыми кольцами, стенки которых имеют в толщину 1 мм. Обмотки на кольце расположены симметрично относительно друг друга. Расстояние между обмотками - по 10 мм. Каждая обмотка содержит по 400 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм. Оба датчика прибора расположены соосно - оси О-О' имеют одно направление (см. рис. 11, в). Катушки можно расположить в любой плоскости.

Когда имеется внешнее магнитное поле, то сигнал на выходе системы отсутствует (наведенные сигналы в каждом датчике по отдельности компенсируют друг друга способом включения катушек) и измерительный усилитель не работает.

Если в один из датчиков помещают вещество, по своим магнитным свойствам отличающееся от воздуха, то система выходит из равновесия и на транзистор Т3 поступает напряжение четных гармоник, пропорциональное магнитным свойствам этого вещества.

Напряжение сигнала усиливается избирательным усилителем, детектируется синхронным детектором и поступает на микроамперметр. Схема избирательного усилителя построена на четырех транзисторах Т3-Т6. Нужная избирательность по четным гармоникам осуществляется резонансными контурами,- включенными в коллекторы транзисторов Т6, Те. Коэффициент усиления усилителя но напряжению - около 600.

Температурную стабилизацию усилителя можно обеспечить не только местной отрицательной обратной связью, но и сопротивлениями R10, R12, Rl&, Rls, включенными на базы транзисторов. Регистрирующим прибором служит микроамперметр на 50 мка с нулем посередине. Сопротивлением R20 можно балансировать в небольших пределах показания прибора на нуль, но подвергаемое измерению вещество не должно при этом находиться в приборе.

Измерять намагниченность и магнитную восприимчивость можно при воздействии внешнего магнитного поля 3-5 э.

Шкала регистрирующего прибора должна быть откали-брована для ряда веществ с известными магнитными характеристиками. Расширению возможностей прибора способ-



i-CZD-Ш

ствует наличие в нем переключателя диапазонов П1 на два положения. Напряжение питания прибора должно составлять 4 е±5%. Потребляемый прибором ток составляет 30-40 ма.

Так как собственных наименований единицы намагниченности и магнитной восприимчивости не имеют, то при измерениях используют табличные данные из какого-либо справочника, например по физике.

Магнитометры на датчиках Холла

Эффектом Холла называют возникновение поперечной э. д. с. во всякой пластине, по которой в продольном направлении протекает электрический ток, испытывающий воздействие магнитного поля, перпендикулярного пластине.

Датчик Холла для измерения магнитных полей представляет собой пластину из полупроводниковых материалов, к торцам которой подключены четыре электрода: два точечных и два плоских, с контактами по длине торца.

Плоские электроды служат для подвода к датчику напряжения от источника тока. Под действием этого напряжения по пластине датчика протекает ток. При воздействии на пластину датчика внешнего магнитного поля на точечных электродах возникает э. д. с. Холла, зависящая от величины приложенного магнитного поля и служащая мерой его выражения.

Прямоугольная пластина датчика Холла размером 6 х 5 х 0,4 мм может развить, например, э. д. с. до 1 в при мощности до 0,2 era.

Электрическая схема включения датчика Холла в схему простого магнитометра, предназначенного для измерения магнитных полей обоих знаков с верхним пределом до 15 ООО э, приведена на рис. 14.

В схеме [Л. 8] использован датчик Холла из германия размером 2 X 2 X 0,5 мм. Рабочий ток датчика, соста-


5-6в

R3 6,8к

14. Простой магнитометр на датчике Холла.

вляющий около 10-15 ма, устанавливают при помощи переменных сопротивлений R3 и /?г>. Потенциометр R3 служит для изменения диапазона измерений и чувствительности. Сопротивление /?4 является ограничивающим.

В качестве регистрирующего милливольтметра применен самопишущий потенциометр ЭПП-09 с входным сопротивлением в 100 ом и чувствительностью 46 ме на всю шкалу. Контакты датчика, с которых снимается э. д. с. Холла, не должны быть асимметричными, т. е. при отсут-


-Рис. 15. Высокочастотный магнитометр на датчике Холла.

ствии внешнего магнитного поля э. д. с. на них должна отсутствовать. Для компенсации э. д. с. асимметрии производится установка нуля при помощи сопротивлений Rt и R%. Питание магнитометра требует 5-6 е. Для предупреждения механических повреждений датчик Холла помещают в футляр из пластмассы.

Вольтамперные характеристики датчиков Холла прямолинейны, что значительно облегчает градуировку прибора.

Недостаток описываемого магнитометра заключается в том, что температурный диапазон, при котором погрешность измерения не превышает 3-5%, весьма ограничен и не выходит за пределы 10-30° С.

На рис. 15 приведена схема магнитометра [Л. 9] с пределом измерений напряженности магнитного поля от 0,5 до 17500э и точностью измерений до 1 %. В схеме использован датчик Холла из германия размером 2 X 1,5 X 0,7 мм.

3 в. Н. Каралис



1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.