Промышленные приборы для измерения значений магнитных полей относительно мало распространены. В связи с этим на практике могут оказаться полезными описываемые здесь простые индикаторы магнитных полей.
Индикаторы постоянного поля
В индикаторе,собранном по схеме рис.1, а, магниточувствительным элементом (датчиком) является гepкон SF1, с подвижным экраном, позволяющим частично ослаблять магнитное поле Н. Геркон присоединен гибкими проводниками с вилкой ХТ 1 на концax к индикаторной лампе накаливания HLl и батарее питания GВ1. Под воздействием магнитного поля контакты геркона замыкаются, и лампа загорается. Можн о также присо единить проводники от геркона к авометру любоrо типа,включенному как омметр на пределе X 1000. В этом случае действие магнитноrо поля будет вызывать отклонение стрелки авометра.
Возможный вариант конструкции датчика такого индикатора показан на рис. 1, б. Геркон 5 с припаянными к его выводам соединительными проводниками 1 заключен в пластмассовую трубку 4 (например, от ненужной авторучки), по которой с небольшим трением пе ремещается экран 2. Экраном служит тонкостенниая трубка подходящеrо диаметра из магнитомягкой стали(например, корпyс конденсатора KБГ-M), в кот орой сделано окно 3 соответственно размерам геркона. Порог срабатывания герконa и чувствительн ость к полю зависят от положения экрана, что позволяет снабдить индикатор простейшей шкалой 3. оцифрованной в относительных единицах. Индикатор реагирует на поля, создаваемые динамическими головками прямого излучения. Электроизмерительными приборами магнитоэлектрической систе мы и т. п., на расстоянии нескольких сантиметров.
Индикатор по схеме рис. 1. в. состоит из датчика поля, катушки L1 с магнитопроводом-концентратором и микроамперметра РА} (авометра) или вольтметра РU1 (рис. 1, г) на наименьшем пределе измерения. Датчик(pи c. 1, д) представляет собой стержень из магн ито мягкогo материала сечением 0.5...1.5 см 2 и длиной 10....15 см с каркасом, на котором намотано внав ал 10000... 15000 витков провода ПЭВ-l 0,05...0,1. Можно использовать катушку с сердечником от реле РКН или РПН,удалив якорь и контактные пружины.
При перемещении (повороте) датчика относительно силовых линий магнитногo поля возникающая в катушке ЭДС индукции вызывает кратковременный бросок стрелки авометра. Большей напряженности поля соответствует и большее отклонение стрелки.
Индикатор низкочастотных полей
Индикатор по схеме на рис. 2,а отличается от предыдущего включением в цепь датчика L1 полупроводникового диода VD1. Индикатор обнаруживает поля рассеяния трансформаторов питания, электродвигателей и т. п. на расстоянии до 10 см и более. Еще чувствительнее устройство со звуковым индикатором (рис. 2, б) головными телефонами ВF1 ТОН-2, ТОН-2А или другими высокоомными. Как известно, звукоотдача телефонов на низких частотах невелика, а чувствительность слуха понижена.
Однако наличие в цепи датчика диода VD1 приводит к появлению гармоник основной частоты, что улучшает слышимость и, следовательно, чувствительность индикатора к полям технической частоты (50 Гц). Это позволяет с успехом использовать eгo для обнаружения и оценки полей рассеяния катушек и даже одиночных проводников, по которым протекают токи силой около нескольких ампер, например в цепях питания нитей накала радиоламп. Возможно также использование индикатора для обнаружения скрытой в стенах - электро или радиопроводки.
В пре дельно упрощенном устройстве, выполненном по схеме на рис. 2, в, один из излучателей высокоомногo головноrо телефона ВF1.1, снятый с оголовья и освобожденный от амбушюра и мембраны, используется в качестве датчика переменного магнитного поля, а другой излучатель (ВF1.2) является звуковым индикатором. Диод VD1 присоединен к штепсельной вилке ХТ1 телефонов. Чувствительность этого индикатор а меньше чем предыдущего.
h3>Индикатор полей ультразвуковой частоты
Индикатор магнитного поля ультразвуковой частоты может быть выполнен по схеме рис.2,а, если применить в нем катушку L1 с ферритовым сердечником. Катушка должна содержать не колько десятков или cотен витков,намотанных на cтeнкe диаметром 8...10 и длиной 100...200 мм из феррита марки М400НН или М600НН. Возможно также использование Г- образных или П- образных сердечников.
В телевизорах магнитные поля ультразвуковой частоты (15625 Гц) создаются выходными тра нсформаторами строчной развертки, строчными катушками отклоняющей системы, катушками регуляторов линейности и размера строк, а в телевизорах цветного изображения- катушками блока динамического сведения лучей кинескопа. Ориентировочная оценка исправности таких деталей возможна путем сравнения их полей рассеяния с аналогичными в заведомо исправных телевизорах. Для этого пригоден индикатор, смонтированный по схеме на рис.3,а. Он содержит датчик катушку LI с ферритoвым сердечником, который служит магнитопроводом-концентратором, и миниатюрную лампу накаливания HL1. Можно использовать и менее чувствительную лампу накаливания, включив ее по схеме рис. 3, б. В этом случае катушка датчик L1, конденсатор Сl и лампа HL1 образуют последовательный колебательный контур,в котором возникает резонанс напряжений на частоте строчной развертки.
Конструкция такого индикатора показана на рис. 3, в. Катушка 3 содержит 50 витков провода ПЭВ-1.
0,23...0,31, намотанных в один слой на бумажной гильзе 2, которая может перемещаться вдоль стержня 1 диаметром 10 и длиной 200 мм из феррита марки М400НН или М6ООНН. Стержень закреплен в картонной или пластмассовой (но не металлическойl) трубке 4 длиной 200...300 мм, на которой может быть также конденcaтop 5 МБМ или БМ. Трубка вставлена в пластмассовую или деревянную ручку 6 (например, от ненужного электропаяльника). В отверстии ручки укреплена лампа накаливания 7. Оптимальное положение гильзы 2 находят, приставив стержень 1 торцом к магнитопроводу выходного трансформатора строчной развертки работающего Телевизора, по максимальной яркости свечения лампы 7, после чeго фиксируют гильзу лаком или клеем.
При oцeнке с помощью индикатора неисправностей в телевизорах следует учесть, что поле рассеяния строчного трансформатора ослабевает при наличии междувитковых замыканий в регуляторах размера и линейности строк или в строчных отклоняющих катушках и особенно-при пробое конденсатора вольтодобавки. В случае же замыкания в обмотках caмoгo трансформатора eгo поле рассеяния вообще не обнаруживается. При наличии короткозамкнутых витков в строчных от клоняющих катушках их поле ослабевает, а если расколот ферритовый сердечник отклоняющей системы - оно может возрасти в месте расположения трещины.
Индикаторы полей радиочастоты
Индикатор магнитной составляющей поля радиочастоты (рис. 4) представляет собой ненастраиваемый широкополосный приемник прямого усиления с катушкой Ll (магнитной антенной WAl) на диапазоны дв и св и катушкой L2 диапазона КВ, которые соединены, соответственнo, с детекторами на диодах VDl и VD2. Кроме основной функции диоды также являются разделительными, устраняя взаимное влияние катушек Ll и L2. Постоянная составляющая тока детекторов усиливается транзисторами VТ1 и VT2. При этом сопротивление участка коллектор - эмиттер транзистора VT2 оказывается зависящим от напряженности поля, что позволяет выполнить индикатор в виде приставки к авометру PRl,включенному на пределе измерения X 1000. При измерении необходимо соблюдать указанную на схеме полярность напряжения на гнездах ХТ2 авометра, которую легко определить, подключив к ним любой полупроводниковый диод.
Диоды VDl и VD2 (Д2Б Д2Ж) любые точечные германиевые (но не кремниевые!). Дело в том, что контактная разность потенциалов, возникающая на гpaнице p- n переход а в легированном германии, значительно меньше чем в кремнии. Поэтому прямой ток в несколько миллиампер протекает через германиевый диод уже при напряжении 0,2...0,3 В, а через кремниевый лишь при 0,8...0,9 В. Следовательно, индикатор с германиевыми диодами более чувствителен.
Это свойство присуще не только полупроводниковым диодам, но также и p n переходам транзисторов. Поэтому для повышения чувствительности индикатора кремниевый транзистор VТ1 можно заменить германиевым, например серий МП37 - МП38.
Данные катушек LI и L2 выбирают в зависимости от требуемого диапазона радиочастот. Катушка L1 может состоять из 100...150 витков однослойной намотки проводом ПЭВ 1 0,23...0,31. продолжением которой служат две- три секции по 100...150 витков провода ПЭВ 1 0,12...0,18, намотанные внавал в том же направлении на стержне диаметром 8...10 и длиной 100...200 мм из феррита марки М400НН или М600НН. Такое выполнение магнитной антенны уменьшает собственную распределенную емкость катушки L1, что способствует расшире нию полосы пропускания входной цепи индикатора.
Катушка L2 может содержать 20...40 витков провода ПЭВ 1 0,64...0,8, намотанных однослойно на картонном или пластмассовом каркасе диаметром 10...20 мм. При веденные числа витков катушек являются ориентировоч ными и корректируются в зависимости от размеров при меняемых ферритовых стержней и каркасов. Лучше вce гo это делать, поместив индикатор в поле рамки, соединенной с выходом гeнepaтopa радиочастоты (анапогично известному методу регулировки приемников с магнитными антеннами). При отсутствии генepaтopa индикатор налаживают, связывая eгo с катушками кон тура гетеродина вспомогательноrо радиоприемника на соответствующих диапазонах.
Литература
Волин М. П. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратype. М. : Советское радио, 1972.
Луканип В. Волномерная приставка к aвометpy. Радио, 1972.№ 9
Ринский В. Индикатор магнитных полей рассеяния. Радио, 1968,№4.
Ринский В. Магнитометр. Радио, 1970,№9.
Читайте также:
Индикатор электростатического поля
Полезная электроника