SU1071981A1 - Induction-type magnetometer - Google Patents

Induction-type magnetometer Download PDF

Info

Publication number
SU1071981A1
SU1071981A1 SU823462855A SU3462855A SU1071981A1 SU 1071981 A1 SU1071981 A1 SU 1071981A1 SU 823462855 A SU823462855 A SU 823462855A SU 3462855 A SU3462855 A SU 3462855A SU 1071981 A1 SU1071981 A1 SU 1071981A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coil
primary
matching transformers
amplifier
induction
Prior art date
Application number
SU823462855A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тамара Владимировна Дмитриева
Евгений Федорович Зимин
Эдуард Степанович Кочанов
Владимир Александрович Кузовкин
Юрий Васильевич Ляхов
Юрий Петрович Малов
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU823462855A priority Critical patent/SU1071981A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1071981A1 publication Critical patent/SU1071981A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

Изобретение относитс  к магнитометрии и может быть испол&зовано в геофизике при исследовании естественного и искусственных магнитных полей с широким частотным диапазоно в диэлектрической и провод щей средах наличии мсхцных электрически палей.The invention relates to magnetometry and can be used in geophysics in the study of natural and artificial magnetic fields with a wide frequency range in the dielectric and conductive media with electric power.

Известны индукционные магнитометрл дл  измерени  переменных магнитных полей, основанные на наведении ЭДС в витках рамки,, помешенной в измен ющеес  магнитное поле Известные магнитометры содержат первичные преобразователи в виде одновитновой или многовитковой рамки с сердечником из ферромагнитного материала , усилитель дл  повьлиени  уровн  сигнала с выхода первичного преобразовател  и блок регистрации ГП.Known induction magnetometers for measuring variable magnetic fields, based on induction of emf in turns of the frame, placed in a variable magnetic field. Known magnetometers contain primary converters in the form of a single or multiple turn frame with a core of ferromagnetic material, an amplifier for increasing the signal level from the primary converter and unit registration GP.

Недостатком устройств  вл етс  низка  чувствительность.The disadvantage of the devices is low sensitivity.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  переменного магнитного пол , содержащее рамочный первичный преобразователь в виде круглого пли квадратного витка , предварительного усилител  и блока регистрации. В устройстве ход рамочной антенны непосредственно соединен с входом усилител  Г2}.The closest in technical essence to the invention is a device for measuring an alternating magnetic field containing a frame primary transducer in the form of a circular pl square squared, preamplifier and recording unit. In the device, the course of the loop antenna is directly connected to the input of the amplifier G2}.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность и точность измерени .A disadvantage of the known device is the low sensitivity and accuracy of measurement.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности измерений за счет устранени  вли ни  помех от электрического пол  с масштабом неоднородности, большим размера датчика .The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements by eliminating the influence of interference from an electric field with a non-uniform scale larger than the sensor.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индукционный магнитометр состо щий из рамочного первичного преобразовател  в виде круглого или квадратного витка, предварительного усилител  и блока регистрации, введены четыре согласующих трансформатора , а виток первичного преобразовател  выполнен в виде четырех равных секций, середины которых соединены между собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка , между секци ми включены п вичные обмотки согласующих трансформаторов , при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противоположных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно включены между общей точкой в центре витка, а также инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного усилител , выход которого подключен к блоку регистрации.The goal is achieved by the fact that an inductive magnetometer consisting of a frame primary converter in the form of a round or square turn, a preamplifier and a registration unit has four matching transformers, and the primary converter turn is made in four equal sections, the midpoints of which are interconnected by radial conductors with a common point in the center of the coil, between the sections include the primary windings of matching transformers, while the secondary windings of two pairs are diametrically About opposite matching transformers are connected in series and according to included between the common point in the center of the coil, as well as the inverting and non-inverting inputs of the pre-amplifier, the output of which is connected to the registration unit.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит райочный первичный гфеобразователь I в виде квадратного витка, разделенного на четыре равные секции 2. Середины секций 2 соединены между собой радиальными проводниками 3 с общей точкой 4 в центре витка. Между секци ми 2 включены первичные обмотки 5 согласующих трансформаторов б. Вторичные обмотки 7 двух пар диамет0 рально противоположных согласующих трансформаторов б соединены последовательно и согласно включены между оба{ей точкой и инвертирующим и неинвертирующим входами предварительногоThe device contains a ray primary primary generator I in the form of a square coil divided into four equal sections 2. The middle of sections 2 are interconnected by radial conductors 3 with common point 4 in the center of the coil. Between sections 2, primary windings 5 of matching transformers are included b. The secondary windings of 7 two pairs of diametrically opposite matching transformers b are connected in series and are connected according to between {the point and the inverting and non-inverting inputs of the preliminary

5 усилител  8. Выход усилител  8 подключен к входу блока 9 регистрации.5 amplifier 8. The output of the amplifier 8 is connected to the input of the registration unit 9.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При помещении первичного преоб0 разовател  1 в гармонически измен ющеес  с частотой (JU однородное маг нитное поле с индукцией Bj, направленной перпенда кул рно плоскости чфтежа, в каждсгй секции, образован5 ной частью витка и закорачивающими радиальными проводниками 3, наводитс  частична  ЭДСWhen the primary converter 1 is placed in harmonically varying with frequency (JU, a uniform magnetic field with induction Bj, directed to the cool of the plane of the equipment, a partial EMF is induced in each section, formed by the coil section and shorting radial conductors 3

6 jUJ5/4-B2, где.5 - площадь витка.6 jUJ5 / 4-B2, where 5 is the coil area.

-1В силу симметрии токи во всех-1B force of symmetry currents in all

секци х витка одинаковы, а токи в закорачивающих радиальных проводниках 3 отсутствуют.the coil sections are the same, and there are no currents in the shorting radial conductors 3.

Если пренебречь индуктивност ми рассеивани  и сопротивлени ми обмоток трансформатора 6, напр жение сигнала , приведенное к входу усилите л  8 можно записать в видеIf we neglect the inductances of dissipation and the resistances of the windings of the transformer 6, the voltage of the signal brought to the input of the amplifier 8 can be written as

где Рд - входное сопротивление усилител  8 по дифференциальному входу;where RD is the input impedance of the amplifier 8 at the differential input;

5 (.|- импеданс первичной обмотки согласующего транс(5хЗрматора 6;5 (. | - the impedance of the primary winding of the matching trans (5xRmator 6;

) - выходной импеданс первичного преобразовател  1.) - output impedance of the primary converter 1.

QЕсли в зоне измерени  действуетQIf in the measurement zone is valid

однородное электрическое поле напр женностью Е, то при разложении на ортогональные составл ющиеhomogeneous electric field of strength E, then when decomposed into orthogonal components

-T xEx+evEv + zEz/ где 6,,6,62 - единичные орты в прин той системе координат.-T xEx + evEv + zEz / where 6,, 6.62 are single units in the received coordinate system.

Напр жение, наводимое в квадратном витке пфвичного преобр зовател  1 со стороной Ь предлагаемого магнитометра каждой составл ющейThe voltage induced in the square turn of the pfvichnogo converter 1 with side b of the proposed magnetometer of each component

так как е перпендикул рно dC ;since e is perpendicular to dC;

#e,e,,.,f,,-oi вд ее# e, e ,,., f ,, - oi vd her

iviivi

E,,dE ,, d

..

M CDM CD

Таким , помеха от однородного электрического пол  не вли ет на показани  магнитометра, тогда как дл  известного измерител  переменного магнитного пол  с такими же геометрическими размерамиThus, interference from a uniform electric field does not affect the readings of the magnetometer, whereas for a known alternating magnetic field meter with the same geometrical dimensions

(ii-V},(ii-v},

CDCD

мm

поскольку имеетс  наводима  в контуре ЭДС от действи  электрического пол  за счет несимметрии, вызванной включением нагрузки (или наличием зазора) в одной из сторон витка. При ивмерении магнитного пол  вблизи провод щих тел возникает емкостна  св зь рамочного первичного 1феоСНразовател  1 через электрическое поле с провод щим телом, привод ща  к по влению дополнительной помехи за счет разности потенциалов между корпусом усилител  и провод щим телом при наличии емкостной св зи . Разность потенциалов создаетс  источником помехи е с импедансе Zj, а емкостна  св зь учитываетс  с помощью сосредоточенной емкости С.since it is induced in the EMF circuit from the action of an electric field due to asymmetry caused by the inclusion of a load (or the presence of a gap) on one side of the coil. When measuring the magnetic field near the conductive bodies, a capacitive coupling of the frame primary 1Feater 1 occurs through an electric field with the conductive body, resulting in additional interference due to the potential difference between the amplifier body and the conductive body in the presence of capacitive coupling. The potential difference is created by the source of interference e with the impedance Zj, and the capacitive coupling is taken into account with the help of lumped capacitance C.

Если дл  простоты вычислений Предположить помеху гармонической (нащ имер , с промшпенной частотой), то напр жение помехи на входе усилител  огфедёлитс  выражением (дл  известиого устройства);If for simplicity of calculations we assume a harmonic disturbance (our measurement, with an industrial frequency), the interference voltage at the input of the amplifier is defaulted by the expression (for a lime device);

«nS "NS

IVS „( W«y)IVS „(W“ y)

где Rn оощ отивпение прдвод ацихwhere is Rn Oshivpenie prdvod acih

проводов;wires;

RX входное сопротивление усилител ; Z|. емкостное сопротивление наRX amplifier input impedance; Z |. capacitance on

частоте помехи Шр. Простой расчет пЬказывает, что дп  предлагаемого магнитометра (в силу сикфютрии cxei«i) Un 0.interference frequency Fr. A simple calculation implies that dp of the proposed magnetometer (due to the cxei рии i) Un 0.

Таким , магнитометр не чувствителен к электрическому полю и вли нию провод щих масс, что позвол ет значительно повысить точность измерени  магнитного пол  и чувствительность магнитометра.Thus, the magnetometer is not sensitive to the electric field and the influence of conductive masses, which makes it possible to significantly improve the measurement accuracy of the magnetic field and the sensitivity of the magnetometer.

Claims (1)

ИНДОКЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР, состоящий из рамочного первичного преобразователя в виде круглого или квадратного витка, предварительного силит ел я и блока регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений за счет устранения влияния помех от электрического поля с масштабом неоднородности, большим размера, датчика, в него введены четыре согласующих трансформатора, а виток первичного Преобразователя выполнен в виде четырех равных секций, середины которых соединены меяоду собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка, между секциями включены первичные обмотки согласующих трансформаторов, при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противоположных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно и включе-Ц ны между общей точкой в центре витка а также Инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного усилителя, выход которого подключен к блоку регистрации.INDUCTION MAGNETOMETER, consisting of a frame primary transducer in the form of a round or square coil, pre-power and a recording unit, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements by eliminating the influence of interference from the electric field with a large size inhomogeneity scale, sensor, four matching transformers are introduced into it, and the coil of the primary Converter is made in the form of four equal sections, the middle of which are connected by a meode to a radial conductor with a common point in the center of the coil, between the sections the primary windings of the matching transformers are included, while the secondary windings of two pairs of diametrically opposite matching transformers are connected in series and according to and including between the common point in the center of the coil and the Inverting and non-inverting inputs of the pre-amplifier, the output of which is connected to the registration unit. SU„„ 1071981SU „„ 1071981
SU823462855A 1982-07-02 1982-07-02 Induction-type magnetometer SU1071981A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823462855A SU1071981A1 (en) 1982-07-02 1982-07-02 Induction-type magnetometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823462855A SU1071981A1 (en) 1982-07-02 1982-07-02 Induction-type magnetometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1071981A1 true SU1071981A1 (en) 1984-02-07

Family

ID=21019953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823462855A SU1071981A1 (en) 1982-07-02 1982-07-02 Induction-type magnetometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1071981A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Скородумов С.А.,Обоишев Ю.П. Помехоустойчива аппаратура. Л., Энергоиздат, 1981. 2. Патент GB 1552617, кл.а 01 V, 1979 (щ ототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4616174A (en) Detector circuit for current measurements
CN107064593B (en) A kind of electronic mutual inductor suitable for gas insulated transformer substation Super-Current Measurement
US2471105A (en) Alternating current compensator circuit for measuring
WO2010020648A1 (en) A fluxgate sensor
SU1071981A1 (en) Induction-type magnetometer
Hlavacek et al. Influence of Rogowski coil shielding to measurement results
Macintyre Magnetic field sensor design
SU898351A1 (en) Magnetic field pickup
RU1805369C (en) Method and device for induction measuring of electric conductivity of liquid
RU2483332C1 (en) Device to measure components of current density vector in conducting media
AU2021102071A4 (en) Frequency-selective precision measuring apparatus for medium frequency magnetic field
SU1117556A2 (en) Pickup for electric prospecting equipment
Mariscotti A Rogowski winding with high voltage immunity
Lekkala et al. Noise reduction using a matching input transformer (magnetic field measurement system)
SU957139A1 (en) Magnetic field parameter measuring device
SU1133539A1 (en) Three-loop indicator of material electric conductivity changes
SU938124A1 (en) Electromagnetic device for checking inner diameter of ferromagnetic pipes
SU892392A1 (en) Device for measuring electromagnetic parameters of high frequency ferromagnetic tested specimen
SU1151840A1 (en) Magnetoelastic method of measuring torque and device for application thereof
CN118425851A (en) Optical magnetic field sensing detection system and detection method
SU1339674A1 (en) Apparatus for determining magnetic characteristics of transformer
SU1422252A1 (en) Magnetoelectronic measurement voltage transformer
RU2075757C1 (en) Sensor of induced magnetic fields (variants)
SU702324A1 (en) Magnetomodulation sensor
CN112034231A (en) High-frequency current sensor based on frequency-dependent integral resistor