SU1081577A1 - Градиентометр-магнитометр - Google Patents

Abstract

ГРАДИЕНТОМЕТР-МАГНИТОМЕТР, содержащий два однокомпонентных феррозонда, два усилител -преобразовател , вход каждого из которых подключен к выходу одного из феррозондов , а выход - к входу соответ- . ствующего феррозонда, генератор .переменной ЭДС, выходы которого под;ключены к входам феррозондов и вторым входам усилителей-преобразователей , две последовательно соединенные катушки компенсации и регистрирующий прибор, отличающийс , тем. что, с целью повышени  точности измерени  индукции и градиента магнит;ной индукции, он снабжен блоками сложени  и вычитани , пороговым блоком , компаратором, генератором тактовых импульсов, двум  реверсивными счетчиками и двум  цифро-аналоговыми преобразовател ми, при этом входы блоков сложени  и вычитани  подключены к выходам усилителей-преобразователей , входы порогового блока - к выходам генератора тактовых импульсов и блока сложени , входы компаратора - к выходам генератора тактовых импульсов и блока вычитани ,входы первого реверсивного счетчика -к выходам порогового блока и блока сложени , а выходы - к входам реги (Л стрирующего прибора и первого цифроаналогового преобразовател , вход второго реверсивного с.четчика подключен к выходу компаратора и блока вычитани , а выходы этого счетчика к входам регистрирукицего прибора и второго цифроаналогового преобразовател , выход которого подключен к второму входу компаратора, а выходы 00 первого цифроаналогового преобразовател  - к последовательно соединенным катушкам компенсации. ел

Description

Изобретение относитс  к измери тельной техйике и может быть использовано дл  измерени  параметр магнитного пол , в частности прос ранственных производных и компоне вектора магнитной индукции, наприм в геофизике дл  получени  информации о локальном магнитном объек те, в судостроительной промышлеуности дл  обеспечени  навигационного оборудовани  и т.д. Известно устройство, обеспечивающее одновременное измерение градиента и компоненты вектора ма нитной индукции. Известное устрой ство содержит два соосных одноком понентных феррозонда, разнесенны в пространстве, усилители-преобразователи пол  и градиента, вход каждого из которых подключен к од ному из феррозондов, генератор во буждени , выход которого подключе к входам феррозондов и усилителей преобразователей, и две катушки компенсации, кажда  из которых подключена к выходу усилител -преобразовател  пол  через цепи обрат ной св зи. Кажда  катушка компенсации расположена на одном из феррозондов . Выход усилител -преобразовател  градиента подключен к регистрирующему прибору 1. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерени  разностей компонент векторов магнитной индукции, котора  обу ловлена неидентичностью и нестабильностью цепей обратной св зи , включенных параллельно к усилителю-преобразователю пол , что приводит к возникновению ложного сигнала о неоднородности магнитноге пол , хот  в действительности , оно однородно. Кроме того, измерение градиента и составл ющих магнитного пол  осуществл етс  в разных точках пространства. Так градиент магнитного пол  определ ют относительно середины отрезка пр мой, соедин ющей преобразователи, а составл ющую магнитного пол  - в месте расположени  одного из преоб разователей . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етсА устройство, которое содержит два соосных од окомпонентных феррозонда , разнесенных в пространстве усилители-преобразователи пол  и градиента, генератор переменной ЭД выход которого подключен к входам феррозондов и усилителей преобразо вателей, регистрирующий прибор, вход которого подключен к выходу усилител -преобразовател  градиента , и две дрследовательно соединен ные катушки компенсации, подключен ные к выходам усилител -преобразовател  пол  через элемент обратной св зи С2 J. Однако в известном устройстве уменьшена погрешность измерени  градиента магнитной индукции за счет неидентичности и нестабильности элементов обратной св зи, за счет последовательного включени  катушек компенсации к общей цепи обратной св зи. Кроме того, низка  точность измерени  градиента и составл ющей магнитной индукции обусловлена тем, что устройство не обеспечивает измерение сильного однородного магнитного пол  с высокой точностью, так как усилитель-преобразователь магнитного пол  совместно с феррозондом несет информацию о сильном магнитном поле, хот  и с малой относительной погрешностью (пор дка 1-10+5-10 3), но с достаточно большой абсолютной погрешностью , котора  воспринимаетс  вторым феррозондом как сигнал о неоднородности магнитного пол , что снижает точность измерени  градиента магнитной индукции известным устройством. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  индукции и градиента магнитной индукции. Эта цель достигаетс  тем, что градиентометр-магнитометр, содержащий два однокомпонентных феррозонда , два усилител -преобразовател , вход ка одого из которых подключен к выходу одного из феррозондов , а выход - к входу соответствующего феррозонда, генератор переменной ЭДС, выходы которого подключены к входам феррозондов и вторым входам усилителей-преобразователей, две последовательно соединенные катушки компенсации и регистрирующий прибор, снабжен блоками сложени  и вычитани , пороговым блоком, компаратором, генератором тактовых импульсов, двум  реверсивньми счетчиками и двум  цифроаналоговыми преобразовател ми, при этом входы блоков сложени  и вычитани  подключены к выходс1м усилителей-преобразователей , входы порогового блока - к выходам генератора тактовых импульсов и блока сложени , входы компаратора - к выходам генератора тактовых импульсов и блсха вычитани , входы первого реверсивного счетчика подключены к выходам порогового блока и блока сложени , а выходы - к входам регистрирукицего прибора и первого цифроаналогового преобразовател , вход второго реверсивного счетчика подключен к выходу компаратора и блока вычитани , а выходы этого счетчика к входам регистрирующего прибора

и второго цифроаналоховсго преобразовател  , выход которого подключен к второму входу компаратора, а выходи первого цифроаналогового преобразовател  - к последовательно соединенным катушкам компенсации.

Применение блока сложени  совместно с генератором тактовых импульсов , пороговым блоком, реверсивным счетчиком и .цифроаналоговым преобразователем подключенного к последовательно соединенным катушкам компенсации, обеспечивает с высокой точностью компенсацию продольной составл ющей магнитной ундукции в феррозондах предлагаемого градиентометра-магнитометра , что повышает точность измерени  градиента магнитной индукции и продольной составл ющей магнитного пол . При этом градиентометр-магнитометр обеспечивает одновременно измерение градиента и продольной составл ющей магнитной индукции.

На чертеже изображена структурна  схема градиентометра-магнитометра .

Градиентометр-магнитометр (фиг.1 содержит два однокомпонентных феррозонда 1 и 2, два усилител -преобразовател  3 и 4, генератор 5 переменной ЭДС, две последовательно соединенные катушки б и 7 компенсации, блок 8 сложени , блок 9 вычитани , пороговый блок 10, компаратор 11, генератор 12 тактовых импульсов,первый ревеосивный счетчик 13, первый цифро-аналоговый преобразователь 14 второй реверсивный счетчик 15, вто рой цифроаналоговый преобразователь 16 и регистрирующий прибор 17.Первый вход усилител -преобразовател  3 подключен к выходу однокомпонентного феррозонда 1, а выход - к одному из входов этого феррозонда и первым входам блоков 9 сложени  8 и вычитани . Первый вход усилител преобразовател  4 подключен к выходу однокомпонентного феррозонда 2, а выход - к одному из входов этого феррозонда и вторым входам блоков сложени  8 и вычитани  9. Выходы Генератора 5 переменной ЭДС подключены к вторым входам однокомпонентных феррозондов 1 и 2 и усилителей-преобразователей 3 и 4. Выход блока 8 сложени  подключен к первым входам порогового блока 10 и первого реверсивного счетчика 13. Выход порогового блока 10 подключен к второму входу первого реверсивного счетчика 13, один из выходов которого подключен к регистрирующему прибору 17, а второй к цифроаналоговому преобразователю 14. Выходы цифроаналогового преобразовател  14 подключены к последовательно соединенным катушкам 6 и 7 компенсации. Выход блока 9 вычитани  подключен к первому входу второго реверсивного счетчика 15 и к первому входу компаратора 11, второй вход которого подключен к генератору 12 тактовых импульсов, а третий - к выходу цифроаналогового преобразовател  16. Выход компаратора 11 подключен к второму входу второго реверсивного счетчика 15, один из выходов

0 которого подключен к регистрирующему прибору 17, а второй - к входу цифроаналогового преобразовател  16. Второй вход порогового блока 10 подключен к одному из выходов ге5 нератора 12 тактовых импульсов.

Градиентометр-магнитометр работает следуквдим образом.

На входы однокомпонентных феррозондов 1 и 2 подаетс  с генерато0 ра 5 переменной ЭДС сигнал, возбуждающий магниточувствительные элементы этих феррозондов. В результате этого на выходе каждого феррозонда 1 и 2 по вл етс  ЭДС второй

5 гармоники, пропорциональна  проекции вектора магнитной индукции на свою ось. С выходов однохомпонентных феррозондов 1 и 2 поступают сигналы на первые входы усилителей0 преобразователей 3 и 4, пропорциональные проекци м векторов магнитной индукции на оси этих феррозондов . В усилител х-преобразовател х 3 и 4 осуществл етс  усиление сиг5 налов с однокомпонентных феррозондов 1 и 2 и их синхронное детектирование .

Сигнал с выхода усилител -преобразовател  3 поступает на один из входов феррозонда 1, а сигнал с вы0 хода усилител -преобразовател  4 поступает на один из входов феррозонда 2, что обеспечивает отрицательную обратную св зь по измер емым компонентам вектора магнитной

5 индукции. Сигналы с выходов усилителей-преобразователей 3 и 4 подаютс  также на входы блоков сложени  8 и вычитани  9. Сигнал, пропорциональный сумме компонент векторов

0 магнитной индукции, поступает на пороговый блок 10, на второй вход которого подаютс  импульсы с гене- . ратора 12 тактовых импульсов. При наличии сигнала с блока 8 сложени 

5 на первый реверсивный счетчик 13 поступают импульсы с генератора 12 тактовых импульсов через пороговый блок 10. Первый реверсивный счетчик 13 работает в режиме сложени  при

0 положительном напр жении, поступающем на его первый вход с блока 8 сложени , и в режиме вычитани  при отрицательном напр жении, поступающем на его первый вход с блока 8 сложени . Потенциальный код с пер5

Claims (1)

1. ГРАДИЕНТОМЕТР-МАГНИТОМЕТР, содержащий два однокомпонентных феррозонда, два усилителя-преобразователя, вход каждого из которых подключен к выходу одного из феррозондов, а выход - к входу соответ- . ствующего феррозонда, генератор •переменной ЭДС, выходы которого под:ключены к входам феррозондов и вторым входам усилителей-преобразователей, две последовательно соединенные катушки компенсации и регистрирующий прибор, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерения индукции и градиента магнитной индукции, он снабжен блоками сложения и вычитания, пороговым блоком, компаратором, генератором так товых импульсов, двумя реверсивными счетчиками и двумя цифро-аналоговыми преобразователями, при этом входы блоков сложения и вычитания подключе ны к выходам усилителей-преобразователей, входы порогового блока - к выходам генератора тактовых импульсов и блока сложения, входы компара тора - к выходам генератора тактовых импульсов и блока вычитания,вхо ды первого реверсивного счетчика - к выходам порогового блока и блока <д сложения, а выходы - к входам регистрирующего прибора и первого цифроаналогового преобразователя, вход второго реверсивного с.четчика подключен к выходу компаратора и блока вычитания, а выходы этого счетчика к входам регистрирующего прибора и второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, а выходы первого цифроаналогового преобразователя - к последовательно соединенным катушкам компенсации.

   in