Индукционные преобразователи

В основу действия индукционных преобразователей положен закон электромагнитной индукции (М. Фарадей, 1831 г.), согласно которому во всяком замкнутом контуре (катушке) с числом витков w при изменении потока магнитной индукции Ф через площадь S, ограниченную этим контуром, возникает ЭДС индукции:

е = –wdФ/dt. (33)

Знак «–» указывает на то, что ЭДС увеличивается при уменьшении и уменьшается при возрастании Ф (закон Джоуля-Ленца). В общем случае катушка может иметь магнитный сердечник с проницаемостью m_т, а изменение Н может происходить под углом a к нормали контура (оси х на рис. 30). Тогда

Ф = m₀m_тНScosa. (34)

Отсюда возникает четыре возможности возникновения ЭДС в катушке:

е₁ = –m₀m_тScosadH/dt; (35)

e₂ = –m₀m_тНcosadS/dt; (36)

e₃ = –m₀m_тНSsinada/dt; (37)

e₄ = –m₀SНcosadm_т/dt. (38)

во всех этих случаях катушка является преобразователем магнитного поля в электрический сигнал. При этом в трех последних случаях (формулы (36) – (38)) преобразователи активные, поскольку к катушке необходимо подводить дополнительную энергию, в первом случае (формула (35)) ЭДС, называемая трансформаторной, возникает за счет изменения напряженности во времени, т. е. только в переменных полях. Такой преобразователь является пассивным, так как используемая им энергия поступает от измеряемого поля. В случае, когда катушка вращается в магнитном поле (37), преобразователь называется индуктором. согласно выражению (36) необходимо менять площадь катушки, по уравнению (38) изменяют проницаемость сердечника в катушке (феррозондовые преобразователи).

Пассивные индукционные преобразователи согласно выражению (35), но в форме

при (39)

применяют для контроля рельсов, уложенных в путь, с помощью индукционных вагонов-дефектоскопов.