SU1148014A1 - Device for measuring magnetic field strength - Google Patents

Device for measuring magnetic field strength Download PDF

Info

Publication number
SU1148014A1
SU1148014A1 SU833609112A SU3609112A SU1148014A1 SU 1148014 A1 SU1148014 A1 SU 1148014A1 SU 833609112 A SU833609112 A SU 833609112A SU 3609112 A SU3609112 A SU 3609112A SU 1148014 A1 SU1148014 A1 SU 1148014A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
resistor
magnetic
cathode
amplifier
Prior art date
Application number
SU833609112A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Клавдиевич Аксенов
Валерий Геннадьевич Сугаков
Original Assignee
Калининградское Высшее Инженерное Училище Инженерных Войск Им.А.А.Жданова
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 Калининградское Высшее Инженерное Училище Инженерных Войск Им.А.А.Жданова filed Critical Калининградское Высшее Инженерное Училище Инженерных Войск Им.А.А.Жданова
Priority to SU833609112A priority Critical patent/SU1148014A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1148014A1 publication Critical patent/SU1148014A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ГОЛЯ, содержащее измерительную катушку, подключенную к первому входу интегрирующего усилител , первый нагрузочный резистор, подключенный параллельно измерительной катуике, отличающ е ее   тем, что, с целью увеличени  точности измерени , устройство дополнительно снабжено блоке коррекции , выполненным в виде магнитной цепи, состо щей из двух параллельно расположенных посто нных магнитов , противоположные полюса которых соединены двум  разрезанными на две части стержн ми магнитопровода . в прорези которых помещены два магнитодиода, аноды которых подключены к источнику напр жени , катод первого магнитодиода подключен к одному источнику, а катод второго магнитодиода - к другому источнику гока через переменный резистор, к движку которого подключен первый вход дифференциального усилител , второй вход которого соединен с катодом первого магнитодиода, а выход - с перBbw входом усилител -фильтра низких частот, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с вто (Л рым входом интегрирующего усилител  и через цепочку обратной св зи, содержащую параллельно включенные первый резистор и конденсатор, к свое ,му второму входу,, соединеннсжу через второй резистор с выходом интегрирующего усилител .A device for measuring the voltage of the magnetic trunk, containing a measuring coil connected to the first input of the integrating amplifier, the first load resistor connected in parallel to the measuring katuike, distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy of the measurement, the device is additionally equipped with a correction unit made in the form of a magnetic a chain consisting of two parallel permanent magnets, the opposite poles of which are connected by two rods cut into two parts wires in the slots of which two magnetodiodes are placed, the anodes of which are connected to the voltage source, the cathode of the first magnetic diode is connected to one source, and the cathode of the second magnetic diode is connected to another source of gok through a variable resistor, to the engine of which the first input of the differential amplifier is connected, the second input of which is connected to the cathode of the first magnetodiode, and the output - from the Bbw input of the low-pass filter amplifier, the second input of which is connected to the common bus, and the output to the second (L input of the integrating amplifier and through the for feedback, containing a parallel-connected first resistor and a capacitor, to its second input, connected through the second resistor to the output of the integrating amplifier.

Description

1 Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано дл  измерени  напр женности магнитного пол  в широкой полосе частот. Известно устройство дл  измерени  переменных импульсных магнитных полей, содержащее измерительную катушку, помещенную в измер емое поле и последовательно соединенную с интегратором, состо щем из усилител  с емкостью в цепи обратной св зи lj . Недостатками данного устройства  вл ютс  больша  погрешность при измерени х в области низких частот вследствие больших погрешностей интегрировани  низкочастотных сигналов принципиальна  невозможность измерени  напр женности посто нных магнитных пЬлей, больша  величина погрешности измерени , обусловленна  дрейфом нулевого уровн  усилител . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл измерени  напр женности магнитного пол , содер жащее измерительную катушку, подключенную к первому входу интегрирующег усилител , и первый нагрузочный резистор , подключенный параллельно измерительной катушке 2. Недостатками известного устройства  вл ютс  значительные габариты . и потребл ема  мощность, а также . погрешность измерени , обусловленна  импульсным характером действи  цепи коррекции и паразитным резонансом в области высоких частот, а также невозможностью измерени  посто нных полей. Цель изобретени  - увеличение точности измерени  с одновременным расширением полосы частот измер емого сигнала. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  напр женности магнитного пол , содержащее измерительную катушку, подключенную к первому входу интегрирукицего усили тел , первый нагрузочньй резистор, подключенный параллельно измерительной катушке, дополнительно снабжено блоком коррекции, выполненным в виде магнитной цепи, состо щей из двух параллельно расположенных посто нных магнитов, противоположные полюса которых соединены двум  разрезанными на две части стержн ми магнитопрово4 да, в прорези которых помещены два магнитодиода, аноды которых подключены к источнику напр жени , катод первого магнитодиода подключен к одному источнику тока, а катод второго магнитодиода - к другому источнику тока через переменный резистор, к движку которого подключен первый вход дифференциального усилител , второй вход которого соединен с катодом первого магнитодиода, а выход с первым входом усилител -фильтра низких частот, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход с вторым входом интегрирующего усилител  и через цепочку обратной св зи, содержащую параллельно включенные первый резистор и конденсатор, к своему второму входу, соединенному через второй резистор с выходом интегрирующего усилител . На фиг. 1 представлена схема пред-лагаемого устройства; на фиг, 2 измерительна  часть устройства. Устройство содержит параллельно соединенные измерительную катушку 1 и первый нагрузочный резистор 2, соединенные с первым входом интегрирующего усилител  3, второй вход которого соединен с блоком 4 коррекции, выполненньм в виде усилител -фильтра . 5 низких частот и дифференциального усилител  6, второй нагрузочный резистор 7, включенный между выходом интегрирукицего усилител  3 и вторым -« входом блока 4 коррекции, два источника 8 тока, один из которых через переменный резистор 9 соединен с катодом первого магнитодиода 10, а второй - с катодом второго магнитодиода 11 непосредственно, два посто нных магнита 12 и два стержн  магнитопровода 13, при этом катод магнитодиода 11 и движок переменного резистора св заны с входами дифференциального усилител  6. Устройство работает следующим образом . Высокочастотна  часть спекфра напр женности магнитного пол  наводит напр жение в измерительной катушке 1. Нагрузкой измерительной катушки 1 служит первый резистор 2, который устран ет паразитный резонанс в области высоких частот. Кроме того, индуктивность измерительной катушки 1 и первый нагрузочный резистор 2 образуют интегрирующее звено в области ; ысокпх частот. В областнхсредних частот интегрирование осуществл етс  интегрирующим усилителем 3. При обеспечении равенства посто нной времени измерительной катушки 1 и интегрирующего усилител  3 величина сигнала rfa выходе интегрирующего уси лител  3 не зависит от частоты составл ющих магнитного Пол  и пропор1№1ональна величине напр женности. Блок 4 коррекции вносит в показани  поправку при работе в низкочастотной части спектра. Чувст9ительным элементом дл  посто нной и низкочастотных составл ющих напр женности магнитного пол  служат первый и второй магнитодиоды 10 и 11. Вольт-тесловска  характеристика магнитодиодов не позвол ет фиксировать знак напр женности магнитного пол , поэтому посто нными магнитами 12 осуществл етс  начальное смещение вольт-тесловской характеристики магнитодиодов 10 и 11, причем посто нное подмагничивание должно обеспечивать изменени  посто нного напр жени  на магнитодиодах пор дка 0,3 - 0,6 В. При по влении внешнего магнитного пол  магнитный поток одного из магнитопроводов 12 уменьшаетс , а друго го увеличиваетс , что приведет к разбалансу моста, в плечах которого включены йервьй и второй магнитодиоды ТО и 11, последовательно .соеди ненные с источниками 8 тока. Дифференциальное напр жение с диа гонали моста подаетс  на входы дифференциального усилител  6. Разв зка между высокочастотными и низкочастотными составл ющими осуществл етс  усилителем-фильтром 5 низких частот. Частота среза; дл  него выбираетс  примерно равной 1 кГц. Дл  обеспечени  устойчивости частота среза интегрирующего усилител  3 выбираетс  пор дка 10 кГц, при этом запас устойчивости по фазе составит примерно 45 , Коэффициент усилени  дифференциального усилител  6 выбираетс  таким, чтобы суммарный сигнал на выходе интегрирующего усилител  3 на низких и высоких частотах был бы одинаков, при зтом обеспечиваетс  равномерность амплитудно-частотной характеристики. Таким образом, предлагаемое устройство снижает ошибку, обусловленную паразитным резонансом в области высоких частот, и обеспечивает высокую равномерность амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне. Использование магнитодиодов в качестве чувствительного элемента дл  посто нных и низкочастотных составл ющих напр женности магнитного пол  позвол ет существенно увеличить точность измерений в области низких частот и посто нных полей. Применение .устройства по сравнению с прототипом позвол ет производить измерение как посто нных, так и импульсных магнитных полей с длительностью до 0,1 с, переменных полей в диапазоне частот от О Гц до 10 МГц.1 The invention relates to magnetic measurements and can be used to measure the strength of a magnetic field in a wide frequency band. A device for measuring variable pulsed magnetic fields is known, comprising a measuring coil placed in a measuring field and connected in series with an integrator consisting of an amplifier with a capacitance in the feedback circuit lj. The disadvantages of this device are large errors in measurements in the low-frequency region due to large errors in the integration of low-frequency signals. In principle, it is impossible to measure the intensity of constant magnetic fluids, a large value of the measurement error due to zero-level drift. Closest to the present invention is a device for measuring the strength of a magnetic field containing a measuring coil connected to the first input of an integrating amplifier, and a first pull-up resistor connected in parallel to the measuring coil 2. The disadvantages of the known device are considerable dimensions. and power consumption as well. measurement error due to the pulsed nature of the correction circuit and spurious resonance in the high-frequency region, as well as the impossibility of measuring constant fields. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy while simultaneously expanding the frequency band of the measured signal. This goal is achieved by the fact that a device for measuring the intensity of a magnetic field, containing a measuring coil connected to the first input of the body forcing, the first load resistor connected in parallel to the measuring coil, is additionally equipped with a correction unit made in the form of a magnetic circuit consisting of two parallel-standing permanent magnets, the opposite poles of which are connected by two rods of a magnetic conductor cut into two parts, in the slots of which two m are placed a gnitodiode, the anodes of which are connected to a voltage source, the cathode of the first magnetic diode is connected to one current source, and the cathode of the second magnetic diode is connected to another current source through a variable resistor, to the slider of which the first differential amplifier input is connected, the second input of which is connected to the cathode of the first magnetic diode and the output with the first input of the low-pass filter amplifier, the second input of which is connected to the common bus, and the output with the second input of the integrating amplifier and through a feedback loop containing a parallel The first resistor and the capacitor are connected to their second input connected through the second resistor to the output of the integrating amplifier. FIG. 1 shows the scheme of the proposed device; FIG. 2 is the measuring part of the device. The device contains parallel connected measuring coil 1 and the first load resistor 2 connected to the first input of the integrating amplifier 3, the second input of which is connected to the correction unit 4, made in the form of an amplifier filter. 5 low frequencies and a differential amplifier 6, the second load resistor 7 connected between the output of the integrated amplifier 3 and the second - “input of the correction unit 4, two current sources 8, one of which is connected to the cathode of the first magnetodiode 10 via the variable resistor 9, and the second The cathode of the second magnetic diode 11 is directly, two permanent magnets 12 and two rods of the magnetic circuit 13, while the cathode of the magnetic diode 11 and the variable resistor slider are connected to the inputs of the differential amplifier 6. The device works as follows th. The high-frequency part of the magnetic field intensity field induces a voltage in the measuring coil 1. The loading of the measuring coil 1 is the first resistor 2, which eliminates parasitic resonance in the high-frequency region. In addition, the inductance of the measuring coil 1 and the first load resistor 2 form an integrating element in the field; High frequencies. In the mid-frequency region, the integration is performed by the integrating amplifier 3. With equal time constant the measuring coil 1 and the integrating amplifier 3, the signal rfa output of the integrating amplifier 3 does not depend on the frequency of the magnetic field components and is proportional to the intensity. The correction unit 4 corrects the readings when operating in the low-frequency part of the spectrum. The first and second magnetic diodes 10 and 11 serve as the sensing element for the constant and low-frequency components of the magnetic field strength. The volt-tesla characteristic of the magnetic diodes does not allow the sign of the strength of the magnetic field to be fixed, therefore the initial volt-tesla characteristic magnetic diodes 10 and 11, and a constant biasing should provide changes in the constant voltage on the magnetic diodes of the order of 0.3 - 0.6 V. With the appearance of an external magnetic field gnitny flow of one of the magnetic cores 12 decreases, and others of increased that will lead to imbalance of the bridge, the shoulders of which are included yervy and second magnitodiody TO and 11 sequentially .soedi nennye with current sources 8. The differential voltage from the bridge diagonal is fed to the inputs of the differential amplifier 6. The separation between the high-frequency and low-frequency components is performed by the low-pass filter amplifier 5. Cutoff frequency; for it is chosen approximately equal to 1 kHz. To ensure stability, the cut-off frequency of the integrating amplifier 3 is selected on the order of 10 kHz, while the phase stability margin is approximately 45. The gain of the differential amplifier 6 is chosen so that the total signal at the output of the integrating amplifier 3 at low and high frequencies would be the same This ensures uniformity of the amplitude-frequency response. Thus, the proposed device reduces the error due to parasitic resonance in the high-frequency region, and provides a high uniformity of the amplitude-frequency response in a wide range. The use of magnetic diodes as a sensing element for the constant and low-frequency components of the magnetic field strength allows us to significantly increase the measurement accuracy in the low-frequency and constant-field regions. The use of the device in comparison with the prototype allows the measurement of both permanent and pulsed magnetic fields with a duration of up to 0.1 s, variable fields in the frequency range from O Hz to 10 MHz.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее измерительную катущку, подключенную к первому входу интегрирующего усилителя, первый нагрузочный '‘резистор, подключенный параллельно измерительной катушке, отличающ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения, устройство дополнительно снабжено блоком коррекции, выполненным в виде магнитной цепи, состоящей из двух параллельно расположенных постоянных магнитов , противоположные полюса которых соединены двумя разрезанными на две части стержнями магнитопровода. в прорези которых помещены два 'магнитодиода, аноды которых подключены к источнику напряжения, катод первого магнитодиода подключен к одному источнику, а катод второго магнитодиода - к другому источнику тока через переменный резистор, к движку которого подключен первый вход дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с катодом первого магнитодиода, а выход - с первьм входом усипителя-фипьтра низких Λ частот, второй вход которого соеди- 5 нен с общей шиной, а выход - с вторым входом интегрирующего усилителя ' и через цепочку обратной связи, содержащую параллельно включенные первый резистор и конденсатор, к свое,му второму входу,, соединенному через второй резистор с выходом интегрирующего усилителя.DEVICE FOR MEASURING MAGNETIC FIELD VOLTAGE, comprising a measuring coil connected to the first input of an integrating amplifier, a first load resistor connected in parallel with the measuring coil, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement, the device is additionally equipped with a correction unit, made in the form of a magnetic circuit, consisting of two parallel permanent magnets, the opposite poles of which are connected by two magnetic core rods cut into two parts Yes. in the slot of which two magnetodiodes are placed, the anodes of which are connected to a voltage source, the cathode of the first magnetodiode is connected to one source, and the cathode of the second magnetodiode is connected to another current source through a variable resistor, to the slider of which the first input of the differential amplifier is connected, the second input of which is connected to cathode of the first magnetodiode, and the output is with the first input of the low- Λ frequency amplifier-phypter, the second input of which is 5 connected to the common bus, and the output is with the second input of the integrating amplifier 'and through a chain of feedback, containing the first resistor and capacitor connected in parallel to its second input, connected through the second resistor to the output of the integrating amplifier. 1148014 А1,148,014 A
SU833609112A 1983-05-12 1983-05-12 Device for measuring magnetic field strength SU1148014A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833609112A SU1148014A1 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Device for measuring magnetic field strength

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833609112A SU1148014A1 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Device for measuring magnetic field strength

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1148014A1 true SU1148014A1 (en) 1985-03-30

Family

ID=21069789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833609112A SU1148014A1 (en) 1983-05-12 1983-05-12 Device for measuring magnetic field strength

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1148014A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные пол . М.,Мир, 1982, с. 326. 2. Авторское свидетельство СССР № 433432, кл. G 01 R 33/02, 1980.. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920704150A (en) Self-detection device
SU1148014A1 (en) Device for measuring magnetic field strength
EP0349168A2 (en) Circuit element measuring apparatus
US3840805A (en) Device for measuring parameters of resonant lc-circuit
Song et al. Excitation module for orthogonal fundamental mode fluxgate sensor
CN116106610A (en) TMR current sensor and design method
SU898355A2 (en) Device for measuring magnetic field strength
SU866514A1 (en) Magnetometer
SU905890A1 (en) Magnetometer
SU883815A1 (en) Vibration magnetometer receiving device
RU2065137C1 (en) Flowmeter
SU913289A1 (en) Magnetometer
SU892376A1 (en) Magnetometer
SU1188681A1 (en) Apparatus for measuring strength of weak variable magnetic fields
SU558231A1 (en) Measuring module for current transfer coefficient of transistors in pulsed mode
SU1157487A1 (en) Method of measuring variable magnetic field
SU702324A1 (en) Magnetomodulation sensor
SU789953A1 (en) Quantum magnetometer
RU2075734C1 (en) Temperature sensor
SU1114960A1 (en) Device for measuring parameters of dielectrics
SU847236A1 (en) Magnetometric gradient meter
RU2133967C1 (en) Excitation generator for ferroprobe
RU2249790C2 (en) Magnetic field converter for inclinometer
JPS646767A (en) Current detector
JPS609730Y2 (en) Capacitance measuring device