ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 7 page

Для измерения частоты вращения используются также ^-преобра­зователи с неподвижной обмоткой. Принцип действия такого преобра­зователя показан на рис. 8-45, б. В этом преобразователе постоянный магнит и катушка, содержащая две полуобмотки с числом витков ш, неподвижны.. При вращении ротора происходит перераспределение
магнитного потока постоянного магнита: увеличивается поток через полюс магнитопровода, под которым проходит зубец ротора, и умень­шается поток через полюс, под которым проходит паз ротора. Поток постоянного магнита остается при этом неизменным, так как полное магнитное сопротивление для суммарного потока остается почти постоянным. Таким образом, в части магнитопровода, образованной по­люсами 1 и 2 и ротором, за счет изменения размагничивания полюсов при вращении ротора появляется переменная составляющая магнит­ного потока, и в катушке индуктируется ЭДС, частота Q которой определяется частотой вращения Q_MX и числом п зубцов ротора: Q = nQ_MX, а амплитуда Е_т = 20ДФ_мш, где ДФ_М — амплитуда пере­менной составляющей потока. В подобных преобразователях в каче­стве выходной величины чаще используется не ЭДС, а частота.

Индукционные преобразователи параметров вибрации. Принцип действия преобразователя виброскорости поясняется рис. 8-46, а. В катушке, колеблющейся в зазоре, индуктируется ЭДС е = = QX_mB_Nwl_cp sin Q/, где QX_m sin Q/ = х' — скорость катушки, со­вершающей колебания х = Х_т cos Qt\ B_N — индукция в зазоре; w и — число витков и средняя длина витка.

Если индукция в зазоре преобразователя составляет В^ ~ 0,5 Тл, диаметр об­мотки d — 20 мм, площадь окна, заполняемого проводом, S_0KH =(1X5) мм, то, выбрав провод диаметром 0,05 мм (w' = 180 витков/мм²), можно получить коэффи­циент преобразования k_v — 10 В/(м/с), н амплитуда выходного напряжения преоб­разователя, подвижная часть которого совершает колебания с амплитудой Х_т = = 1 мм и частотой f ~ 10 Гц, составляет 0,630 В.

Чтобы получить значение виброперемещения или виброускорения, выходной сигнал подается соответственно на интегрирующий или диф­ференцирующий усилитель. Во избежание нелинейных искажений

выходного электрического сигнала, повторяющего по форме входной механический сигнал, усредненное по всем виткам значение индукции при колебаниях катушки должно оставаться постоянным. Для этих целей длина катушки I выбирается или меньше ширины зазора /₀ так, чтобы при колебаниях катушка не доходила до его краев, или больше ширины зазора так, чтобы края катушки были всегда за пре­делами зазора (см. §8-2 и 8-4). Обычно индукционные преобразователи применяются для измерения параметров вибраций в диапазоне частот 1—50 Гц при амплитуде вибраций не более 1—5 мм. Чувствительность индукционных преобразователей сейсмоприемников достигает 140 В/(м/с) (например, для СК-1П).

Устройство датчика виброметра показано на рис. 8-46, б. По изме­рительной оси хх расположена подвижная часть, представляющая

собой магнит 1 и полюсные наконечники 2. Подвижная часть крепится в подшипниках 5, ограничивающих ее перемещения по осям, перпен­дикулярным измерительной, и поджимается пружинами 3. Измери­тельная обмотка, состоящая из двух половин, намотана на медный каркас 4 и укреплена в стальной обойме 5, которая одновременно служит корпусом. Датчик закрывается крышками 6 и при помощи фланца 7 крепится к объекту измерения. Магнитные поля в рабочих зазорах, в которых расположены измерительные полуобмотки, направ­лены встречно; благодаря этому уменьшается погрешность от влияния внешнего магнитного поля. Медный каркас за счет наводимых в нем при движении магнита токов служит для увеличения коэффициента успокоения (см. § 8-5).

Индукционные преобразователи расходомеров. Принцип действия индукционного преобразователя расходомера поясняется рис. 8-47, а. В потоке жидкости, движущейся в трубопроводе 1 из немагнитного материала между полюсами магнита, возникает ЭДС, значение которой ■ пропорционально скорости движения потока: е = BDv_f где В — маг­нитная индукция; D — диаметр трубы; v — скорость движения жидко­сти. Эта ЭДС снимается с помощью электродов 2 и 3, изолированных от трубопровода.

Как видно из приведенного уравнения, генерируемая в преобразо­вателе ЭДС не зависит от свойств жидкости, и поэтому индукционные расходомеры принципиально могут быть применены для самого широ­кого класса жидкостей, идиако свойства жидкостей определяют внут­реннее сопротивление преобразователя и возможности дальнейшего точного преобразования и измерения ЭДС, поэтому в технических характеристиках расходомера всегда указывается минимальная элек­трическая проводимость жидкости, для измерения расхода которой он может быть применен.

Индукционные расходомеры используются для измерения скоро­стей жидких металлов (жидкости с электронной проводимостью), вод­ных растворов (жидкости с ионной проводимостью), и, кроме того, делаются попытки применить их для измерения скоростей диэлектри­ческих жидкостей. Индукционные преобразователи расходомеров про­мышленного назначения имеют чувствительность 0,5—-1,5 мВ/(м/с). Диаметр трубопроводов может быть весьма значительным, и поэтому для создания магнитного поля используются обычно не постоянные магниты, а электромагниты. В расходомерах для жидких металлов применяются электромагниты, питаемые постоянным током. В расходо­мерах для воды и электролитов используются электромагниты (рис. 8-47, 6), питаемые для исключения напряжения поляризации только переменным током (частота 10—1000 Гц). В этом случае вы­ходной сигналов = B_mDv sin соt также является переменной ЭДС и из него легко могут быть исключены гальванические и термо-ЭДС. Однако в переменном магнитном поле, кроме ЭДС, обусловленной движением контура, будет индуктироваться ЭДС е_хр = —д*¥Idt = = соB_mS_K cos со£, называемая трансформаторной.

Для того чтобы уменьшить трансформаторную ЭДС, провода вто­ричного контура стремятся расположить так, чтобы площадь S_It сцеп­ления контура с переменным потоком была минимальной. Положение проводников, находящихся в поле, должно быть строго фиксировано, чтобы величина 5_К не изменялась. В контур вводятся специальные компенсационные петли (обмотка W1 на рис. 8-47, б), в которых на­водится ЭДС е'_тр, включаемая встречно с ЭДС е_гр и регулируемая так, чтобы е-гр — e'_rpR/R₀ «0.

Кроме того, помеха в виде трансформаторной ЭДС и полезная ЭДС, пропорциональная скорости движения, как видно из приведен­ных выражений, сдвинуты по фазе на угол л/2 и могут быть разделены "на выходе фазочувствительным усилителем.

8-11. МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Магнитомодуляционными называются преобразователи, действие которых основано на изменении магнитного состояния ферромагнит­ного материала при одновременном намагничивании в постоянном и переменном полях. Модуляция магнитным потоком возможна за счет нелинейных свойств магнитной цепи (см. § 8-1 и 8-2).

Магнитомодуляционные преобразователи (ММП) широко исполь­зуются в счетно-решающей технике в качестве логических элементов и запоминающих устройств. В измерительной технике ММП приме­няются для измерения напряженности постоянного магнитного поля (феррозонды), для преобразования постоянного тока в переменный с уменьшением абсолютного значения тока (измерительные трансфор­маторы постоянного тока), для преобразования постоянного тока в пе­ременный с увеличением абсолютного значения тока (магнитные уси­лители), для измерения перемещения объекта, с которым связывается подвижная часть преобразователя, несущая постоянный магнит (маг* нитомодуляционные преобразователи перемещения).

На рис. 8-48, а представлена упрощенно в виде ломаной линии 1 основная кривая намагничивания В = f (Н) ферромагнитного мате­риала; там же показана кривая 2 магнитной проницаемости \х (Н) = = В/Н и кривая 3 дифференциальной магнитной проницаемости

|а_д (//) = dBIdH. На этом же рисунке даны кривые 4, 5, и 6 напряжен- ностей переменного магнитного поля Н = Н_т sin со/, наложенного на постоянное с напряженностью //„. При этом напряженность пере­менного поля может быть много меньше напряженности постоянного поля (кривая 4), сравнима с ней по значению (кривая 5) или больше ее (кривая 6), а напряженность постоянного магнитного поля может быть как меньше, так и больше напряженности насыщения Н_ПйС.

Для магнитной цепи ММП характерны три различных режима работы: а) и меньше //_нас; б) //_ ^ #_ШС1 ^ Hj,;

в) > Я_нас, //_ <; В первом режиме, показанном на

рис. 8-48, а, магнитное сопротивление переменному потоку зависит от величины и при < Я. может быть определено дифферен­циальной магнитной проницаемостью [а_д. При сравнимых величинах и #_ для анализа работы магнитной цепи используются харак­теристики двойного намагничивания В_т = f (Н_т, £₌), приводимые ниже на рис. 8-49.

Во втором режиме (рис. 8-48, б) модулирующим является постоян­ное поле, сердечник находится в режиме насыщения и выходит из него лишь в те полупериоды переменного напряжения, когда напряжен­ность Н_ направлена навстречу Н„ и достигает такого значения, что результирующая напряженность оказывается меньше напряженности насыщения. Таким образом, для переменного магнитного поля сер­дечник работает в ключевом режиме, включаясь на отрезке времени аб, когда Н_ + Я^ ^ 0. Всю остальную часть периода магнитная Проницаемость сердечника, показанная на рис. 8-48, б кривой \i (t), мала; обмотка, по которой проходит переменный ток, имеет малую Индуктивность L = w*IZ_K = \mPSU_m и лишь на участке аб магнитная проницаемость и индуктивность резко возрастают.

В третьем режиме модулирующим является переменное поле. Для постоянного магнитного поля сердечник работает в ключевом режиме,

менного поля находится в диапазоне, ограниченном штриховыми прямыми (рис. 8-48, в). Действительно, в ту часть периода, когда Н^ < #_нас, магнитная проницаемость сердечника велика и он явля­ется для постоянного потока нормальным ферромагнетиком с магнит­ной проницаемостью р, = (10³ -г- Ю⁵).р_0т а в ту часть периода, когда Н_ > #_пас, магнитная проницаемость сердечника падает до значе­ния ц, ~ (\0 ~ 1) р,₀ и он как бы отсутствует для постоянного маг­нитного поля. Кривая |Li = / (t) также показана на рис. 8-48, в.

Магнитомодуляционные преобразователи перемещения. Принцип действия преобразователя показан на рис. 8-49, а. Между двумя сердечниками / и 2 из листовой стали расположен постоянный маг­нит 3. Поток, создаваемый магнитом, замыкается через сердечники. При симметричном положении магнита потоки через сердечники равны и, следовательно, в каждом из сердечников действуют одинаковые индукции постоянного подмагничивания, равные В = 0,5аФ^/(25_серд), где Ф„ — поток магнита; сг — коэффициент рассеяния и 5_серд — пло­щадь сечения сердечника. На сердечник 1 намотана обмотка с числом витков w₉ а сердечник 2 служит магнитным шунтом. Обмотка через ре­зистор подключена к источнику переменного тока 50 Гц. При переме­щении магнита влево индукция в сердечнике 1 увеличивается и маг­нитная проницаемость материала падает. Магнитное сопротивление переменному потоку возрастает, индуктивность обмотки падает, ток и падение напряжения на резисторе R_H увеличиваются. Таким образом, входной величиной преобразователя является перемещение магнита, а выходной — падение напряжения на резисторе R_u. Характеристики двойного подмагничивания для листовой стали приведены на рис. 8-49,6.

В том случае, если сердечник 1 находится по переменному потоку в режиме заданной индукции, т. е. R = R_u + R_w — О (R_w — актив­ное сопротивление обмотки) и все напряжение питания уравновеши­вается противо-ЭДС обмотки, напряженность в материале и, следо­вательно, определяющий ее ток характеризуются при изменении Я_ точками пересечения прямой 1 с семейством приведенных характери­стик. Если сердечник 1 находится в режиме заданной напряженности, т. е. R_u oL и ток через обмотку не зависит от изменения ее противо- ЭДС, то переменная индукция в сердечнике и связанная с ней противо- ЭДС определяются точками пересечения прямой 2 с семейством харак­теристик. В реальном случае нагрузочная кривая описывается урав­нением эллипса

(В_т/В'_тГ + (Н_т/Н'_ту= 1,

где В'_т = j/2 (7/(сош5_серд); Н'_т = 1^2 /ш//_серд = j/2 Uw/(l_cepnR); В'_т — амплитудное значение индукции в режиме заданного напряжения; Н'т — амплитудное значение напряженности в режиме заданного тока; U — действующее напряжение питания; w — число витков обмотки; со — частота; 5_серд и /_серд — площадь поперечного сечения сердечника и длина магнитной линии по сердечнику.

В качестве примера построим эллипс нагрузки и рассчитаем изменение тока при изменении индукции в сердечнике от В_ = 0,8 Тл до В_ = 1,2 Тл. Размеры преобразователя: толщина сердечника h = 3 мм, ширина 6=10 мм, периметр 50 мм. Число витков в обмотке w ~ 200, сопротивление R = 25 Ом. Получим

_Rr _ \f 2 V_________ \^Г2 ■ 2,0_____

^m ~ со^серд ~ 2л - 50 - 200 - 3 - 10 • 10-б~ ^ ^л'

„л V'2Uw ^2 - 200-2,0... _л/ = 50-10-3.25 ^^{448 А/М}'

Точки а, б ив эллипса нагрузки соответствуют и апр яже нностям Н_а — 242 А/м,- Н₆ = 288 А/м и Н_е = 325 А/м. Эти напряженности соответствуют токам, определяе­мым формулой I = H_mt_cepjl/(V2 w) и равным

I ₌²²°-j°'¹⁰"³^43 мА; Ь=49 мА и / =58 мА. \Г2 -200 °

Вопросы расчета и проектирования ММП перемещения подробно рассмотрены JI. Ф. Куликовским и В. Г. Жировым.

Измерительные трансформаторы постоянного тока (ИТПТ) приме­няются для измерения больших постоянных токов, а также токов и напряжений в высоковольтных цепях постоянного тока.

ИТПТ (рис. 8-50, а) состоит из двух одинаковых замкнутых ферро­магнитных сердечников из магнитомягкого материала с прямоуголь­ной кривой намагничивания, которые имеют общую первичную обмотку с числом витков Wi = 1, представляющую собой шину, по которой проходит измеряемый постоянный ток, и отдельные вторичные обмотки с числом витков w₂, равномерно намотанные на свои сердечники. Вто­ричные обмотки включаются последовательно-встречно к вспомога­тельному источнику переменного тока, а протекающий по ним ток i₂ обычно выпрямляется и измеряется магнитоэлектрическим ампермет­ром.

Магнитная цепь ИТПТ работает в режиме насыщения по постоян­ному магнитному потоку и выходит из этого режима, только когда

напряженность встречно направленного переменного магнитного поля компенсирует напряженность постоянного магнитного поля (рис.8-48,е).

На рис. 8-50, б изображена идеализированная прямоугольная кри­вая намагничивания сердечников и показаны МДС, действующие в сер­дечниках. Под действием МДС l_xw_x оба сердечника насыщаются. Току 1₁ соответствует начальная рабочая точка А на участке насыщения кривой намагничивания. Если ток увеличивается, точка А смещается вправо (Л"); при уменьшении /_± точка А смещается влево (А'). Ось времени для переменной МДС i₂w₂ совмещена с вертикальной линией, прохо­дящей через точку А.

Рассмотрим полупериод тока, когда в сердечнике / первичная I₁w₁ и вторичная i₂w₂ МДС вычитаются, а в сердечнике 11 •— суммируются. При суммировании МДС индукция в сердечнике остается неизменной, равной индукции насыщения £_нас. При вычитании МДС индукция остается неизменной, лишь пока i₂w₂ < liW_x. При равенстве МДС происходит изменение индукции и в обмотке сердечника I индуктиру­ется ЭДС, встречная приложенному напряжению и уравновешиваю­щая его. Таким образом, во вторичной обмотке ток не может превы­сить значения i₂ = l_xwjw₂. Если допустить, что активные сопротивле­ния полуобмоток, надетых на сердечники / и //, равны нулю, то ток
независимо от значения приложенного напряжения мгновенно воз­растает до значения i₂ = Iiwjw_2y при котором «включается» противо- ЭДС, и кривая вторичного тока, как и показано на рис. 8-50, б, имеет прямоугольную форму. В следующий полу период вследствие встреч­ного включения вторичных обмоток вычитание МДС происходит в сер­дечнике //, в обмотке которого индуктируется ЭДС, уравновешиваю­щая приложенное напряжение.

Как видно из принципа действия ИТПТ, никакой трансформации энергии не происходит, а имеет место уравновешивание МДС. Среднее значение выпрямленного тока /_2ср, протекающего через амперметр, определяется из равенства МДС: /_2ср = I^udJw₂.

Форма вторичного тока не зависит от формы и частоты вспомога­тельного напряжения, а также от его значения, если оно выбрано таким образом, чтобы изменение магнитной индукции ДВ в сердечни­ках было меньше двойного значения индукции насыщения £_нас. Последнее эквивалентно условию В_т <С В_нас, где В_т — амплитуда переменной индукции в сердечниках при /_х = 0, определяемая из выражения = 1^2 ^/₂/(4я/^₂5_серд), где 5_серд — площадь сечения сердечника; U₂ — действующее напряжение вспомогательного источ­ника.

Если ДБ;> 2£_нас, может произойти повторное насыщение рабо­тающего сердечника в нижней части цикла перемагничивания и оба сердечника окажутся в состоянии насыщения. При этом вторичный ток перестает зависеть от измеряемого первичного тока и ограничивается только сопротивлением вторичных обмоток. Обычно U₂ выбирают из условия В_т = (0,9 -т- 0,75) В_иас.

Погрешности ИТПТ с последовательным соединением вторичных обмоток главным образом обусловлены отличием реальной петли пере­магничивания сердечников от идеальной прямоугольной петли и в мень­шей степени конечным значением сопротивления вторичной цепи ИТПТ.

Для работы в низковольтных-цепях до 1000 В в СССР выпускаются ИТПТ с номинальным первичным током 5; 7,5; 10; 15; 25 и 35 кА, с основной погрешностью 0,5%. Номинальный вторичный ток 5 А. Для измерения постоянных токов в высоковольтных цепях выпуска­ются ИТПТ с номинальным первичным током 1; 2 и 4 кА. Известны также ИТПТ с пределами измерений до 100 кА и разъемным магнито- проводом, что дает возможность производить их монтаж без разрыва цепи измеряемого тока.

Феррозонды. На рис. 8-51 изображена схема дифференциального феррозонда, состоящего из двух ферромагнитных сердечников J и 2 из железоникелевого сплава, на каждом из которых имеется модули­рующая обмотка с числом витков Обмотки питаются от источника переменного тока. Обмотки включены последовательно, но встречно, так что создаваемые ими переменные магнитные потоки сдвинуты на 180°. Оба сердечника с модулирующими обмотками охватывает изме­рительная обмотка с числом витков w₂. При идентичности сердечников вследствие встречного включения модулирующих обмоток в измери­тельной обмотке не будет индуктироваться ЭДС. Напряженность пере­менного магнитного поля Н_ш = (3v 5)#_иас. Таким образом, мате­
риал сердечников работает в режиме, соответствующем рис. 8-48, в. Магнитная проницаемость обоих сердечников изменяется одинаково и, как видно из рис. 8-48, в, два раза за период возрастает до макси­мального значения. ■

Если феррозонд поместить в постоянное магнитное поле с индук­цией B_v, то условно можно считать, что в это поле дважды за период

Рис. 8-52

вносится концентратор по-

s)

ля и возникающие импуль­сы индукции наводят ЭДС в измерительной обмотке.

На рис. 8-52 показаны кривые, поясняющие рабо­ту четногармонического феррозонда. Из рисунка видно, что р-д периодически изменяется от максималь­ного (при Н_1т с Я_нас) до минимального (при Н_1т > > Н_тс) значения. Прони­цаемость сердечников ме­няется с удвоенной часто­той, в результате чего в измерительной обмотке возникает ЭДС удвоенной частоты, пропорцио­нальная индукции В_х и скорости изменения При изменении по­лярности В_х выходная ЭДС изменяет фазу на 180°.

Обычно в качестве информативного параметра используется ампли­туда второй гармоники выходной ЭДС.

Наиболее широкое применение получили феррозонды с продоль­ным возбуждением с разомкнутой (рис. 8-51, а) или замкнутой (рис. 8-51, б) магнитной цепью.

На рис. 8-53 показана структурная схема изме­рительной цепи феррозон- дового тесламетра. Ферро­зонд ФЗ питается от ге­нератора переменного тока Г с частотой / = 500 -г- 5000 Гц. Для снижения уровня четных гармоник в токе возбуждения между ге­нератором и феррозондом включен фильтр нижних ча­стот Ф, имеющий наиболь­шее затухание на частоте второй гармоники. Для выделения сигнала вто­рой гармоники используется избирательный усилитель Ус, настроен­ный на частоту 2/, и фазочувствительный выпрямитель ФЧВ, на выходе которого включен показывающий или регистрирующий прибор. В тесламетрах на низкие пределы измерения (10 нТл) коэффициент
усиления по второй гармонике составляет 10⁵, а ослабление первой и третьей гармоник в избирательном усилителе должно быть не менее 60 дБ. Для расширения диапазона измерений и улучшения метроло­гических характеристик (уменьшение нелинейности и инерционности и др.) в тесламетре используется цепь обратной связи, сигнал с ко­торой подается на обмотку обратной связи феррозонда и создает маг­нитное поле с индукцией Б_к, компенсирующее измеряемое.

Основной проблемой при построении высокочувствительных тесла- метров является снижение наводок и шума. Для этой цели приме­няются хорошо защищенные от наводок измерительные цепи, облада­ющие высокой избира­тельностью, датчики феррозондов специаль­ным образом симметри­руются, чтобы исклю­чить ЭДС взаимоиндук­тивности между первич­ной и вторичной обмот­ками. Источниками шу­мов феррозондов являют- -ся несимметрия петли ги­стерезиса и магнитный шум Баркгаузена (см. § 8-1 и 8-12). Феррозонд представляет собой один из наиболее чувствительных магнитоизмерительных преобразователей. Нижний предел измерения в лучших преобразователях составляет 0,05—0,1 нТл. Верхний предел измерения ограничен нарушением ли­нейности функции преобразования и обычно не превышает 5-10"⁴ Тл. Для измерений более сильных полей применяется метод уравновеши­вания, при котором феррозонд используется в качестве преобразова­теля неравновесия.

Феррозонды применяются для измерения магнитной индукции сла­бых постоянных и медленно изменяющихся (с частотой не более 100 Гц) магнитных полей, для измерения углов между какими-либо осями -объекта и вектором магнитной индукции, для обнаружения ферромагнитных объектов, для измерения магнитной восприимчиво­сти и магнитного момента слабомагнитных веществ. Благодаря высо­кой чувствительности, простоте конструкции, малым габаритам и вы­сокой надежности феррозондовые преобразователи широко исполь­зуются в качестве портативных авиационных и ракетных тесламетров, градиентометров и угломеров при исследовании магнитного поля Земли, космического пространства, в магнитных системах навигации и ориентации, в магнитной дефектоскопии и при поиске полезных ископаемых.

8-12. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА

Неоднородность структуры ферромагнитного образца обусловлена, немагнит­ными включениями или локальными механическими включениями и вызывает скачки намагниченности при изменении внешнего магнитного поля или наличии меха­
нических воздействий. Схематическое изображение доменных границ и некоторого вилючения показано на рис. 8-54, а. Граница между двумя доменами с противополож­ным направлением векторов намагниченности под воздействием внешнего магнит­ного поля сначала обратимо изменяет свое положение (рис. 8-54, б), а затем скачком переходит в новое положение (рис. 8-54, в). Заштрихованная часть представляет собой область, скачком изменившую свою намагниченность.

Экспериментальные исследования скачков Баркгаузена (СБ) показали, что в железном образце средний объем перемагничивающейся области лежит в диапазоне 2* 10~² — 2* 10"⁷ мм³.

Рис. 8-54

Ф

Вклад СБ в общее изменение намагниченности по данным различных авторов составляет 30—50%. Длительность СБ лежит в диапазоне 0,1—1 мс. При скачках Баркгаузена в измерительной катушке возникают импульсы ЭДС. Таким образом, перем-агничивание образца сопровождается появлением в измерительной обмотке сигнала, имеющего характер случайного процесса.

Очень важной дли проектирования преобразователей на основе эффекта Барк­гаузена является зависимость этого эффекта от скорости перемагничивания. С уве­личением скорости перемагничивания от 0,01 до 0,24 А/(м«с) число скачков падает примерно на 45%. Этот факт указывает на возможность слияния нескольких скач­ков, что приводит к зависимости характеристик преобразования от скорости или

частоты перемагничивания.

В зависимости от скоро­сти перемагничивания изме­рительные преобразователи с использованием эффекта Баркгаузена могут быть раз­биты на две группы: с про­странственным перемагничи- ванием ферромагнетика и с перемагничиванием ферро­магнетика изменяющимся во времени магнитным полем.

Принцип действия пре­образователя с пространст­венным перемагничиванием ферромагнетика показан на рис. 8-55, а. Мимо постоян­ного магнита 1 движется со скоростью v_x ферромагнитный образец 2. Участок образца, находящийся вблизи магнита, намагничен, и границы этого участка смещаются со скоростью v_x. В про­ходной или накладной измерительной катушке 3, установленной неподвижно, индук­тируются импульсы ЭДС, вызываемые скачками Баркгаузена (см. рис. 8-3). Индук­тируемая ЭДС представляет собой стационарный случайный процесс (рис. 8-55, б). В качестве информативных параметров этого процесса используются средняя ча­стота выбросов, превышающих заданный уровень, или дисперсия, которые зависят от скорости перемагничивания, т. е. от скорости движения образца. Сигнал измери­тельной обмотки 3 (рис. 8-55, а) усиливается и подается на полосовый фильтр Ф_я

подавляющий низкочастотную и высокочастотную части спектра для выделения полезного сигнала. Амплитудный дискриминатор АД выделяет импульсы, ампли­туда которых превышает заданный уровень, и сигнал поступает на частотомер Ч, показания которого пропорциональны скорости.

Преобразователь тахометра, основанный на эффекте Баркгаузена, показан на рис. 8-56, а. На вращающемся валу закреплен ротор 1 из ферромагнитного ма­териала. На статоре 2 укреплены магниты под каждым магнитом помещены изме­рительные катушки 4. На рис. 8-56, б показаны схематически система магнит—на-