SU1691795A1 - Устройство дл измерени параметров магнитного пол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнитным измерени м с помощью феррозондовых приборов и может быть использовано дл  измерени  параметров магнитного пол  при проведении магниторазведочных работ при исследовании космического пространства и т. д. Цель изобретени  - повышение точности измерени  параметров магнитного пол . Достигаетс  за счет выполнени  генератора модул ции в виде генератора шума 16 и образовани  новых функциональных св зей. Устройство содержит сумматор 1, феррозонд 2, генератор 3 возбуждени , задающий генератор 4, блок 5 выделени  четной гармоники, управл емый фазовращатель 6, управл емый делитель 7, синхрон- ные детекторы 8, 9, 14, 15. блок 10 управлени  коммутаций, блок 11 выделени  измер емого сигнала, блок 12 сравнени , регистратор 13 измерений. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к магнитным измерени м с помощью феррозондовых приборов и может быть использовано дл  измерени  параметров магнитного пол  при проведении магниторазведочных работ при исследовании космического пространства и т. д.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  параметров магнитного пол .

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сумматор 1, феррозонд 2, генератор 3 возбуждени , задающий генератор 4, блок 5 выделени  четной гармоники, управл емый фазовращатель 6, управл емый делитель 7, первый синхронный детектор 8, второй синхронный детектор 9, блок 10 управлени  коммутацией, блок 11 выделени  измер емого сигнала, блок 12 сравнени , регистратор 13 измерений , четвертый синхронный детектор 14,

третий синхронный детектор 15, генератор шума 16.

Выход феррозонда 2 соединен через блок 5 с первыми входами синхронных детекторов 8, 9. Первый выход задающего генератора 4 подключен к генератору возбуждени  3, второй - к первому входу блока 10, третий - к первому входу управл емого фазовращател  6. Первый и второй выходы блока 10 подключены соответственно ко вторым входам синхронных детекторов 8, 9.

К первому входу феррозонда 2 подключен генератор 3 возбуждени , а ко второму - выход сумматора 1. Первый и второй входы сумматора 1 подключены соответственно к выходу управл емого делител  7 и к первому выходу генератора 16 шума, второй выход которого соединен со вторыми входами блоков 11 и 12 и синхронных детекторов 14 и 15. Выход синхронного детектора 8 подключен ко входу управл емого делител 

СО

с

Os Ч)

Ч)

ел

7и к первым входам блоков 11 и 12, Выходы блоков 11 и 12 подсоединены соответственно к регистратору 13 и первому входу синхронного детектора 14. Первый вход синхронного детектора 15 подключен к выходу синхронного детектора 9. Четвертый выход задающего генератора 4 соединен со входом генератора 167

Устройство работает следующим образом .

С задающего генератора 4 напр жение поступает на генератор 3 возбуждени  и далее на первый вход феррозонда 2, возбужда  его. В результате этого на выходе феррозонда 2 по вл етс  ЭДС второй гармоники , амплитуда которой пропорциональна величине измер емой магнитной индукции и величине вспомогательной шумовой магнитной индукции, создаваемой током, протекающим от генератора 16 через сумматор 1, второй вход феррозонда 2 и далее через его обмотку компенсации,

Среднеквадратическое значение шумовой магнитной индукции составл ет пор дка 0,01 от максимального значени  измер емой магнитной индукции. После усилени  и фильтрации в блоке 5 напр жение второй гармоники поступает на два синхронных детектора 8 и 9. Напр жени  коммутации с частотой второй гармоники, поступающие на вторые входы синхронных детекторов 8 и 9 от блока 10, сдвинуты между собой по фазе .на фиксированные 90° или, что то же самое, на четвертую часть периода. При сдвиге фазы между напр жением второй гармоники на первых входах и коммутирующими напр жени ми на вторых входах синхронных детекторов 8 и 9, равных 0 и 90° соответственно, на выходе синхронного детектора 8 будет напр жение, пропорциональное сумме измер емой магнитной индукции шумовой магнитной индукции, а на выходе синхронного детектора 9 это напр жение будет равно 0, Если же сдвиг напр жений на первых и вторых входах синхронных детекторов 8 и 9 не будет-равным О и 90°, то на выходе синхронного детектора

8уровень напр жени  уменьшитс , а на выходе синхронного детектора 9 по витс .

С выхода синхронного детектора 9 напр жение шума поступает на вход детектора 15, где подвергаетс  синхронному детектированию, перемножаетс  с копией напр жени  шума, поступающей со второго выхода генератора 16 шума, результат перемножени  интегрируетс  и подаетс  на второй вход управл емого фазовращател  6. Под действием этого напр жени  фазовый сдвиг его выходного напр жени  измен етс  таким образом, чтобы фазовый сдвиг

между напр жением второй гармоники на первом входе и коммутирующим напр жением на втором входе дл  синхронного детектора 8 был близок к 0°, а дл  синхронного

детектора 9 - к 90°. Точность поддержани  фазовых сдвигов 0 и 90° зависит от величины коэффициентов передачи синхронного детектора 9 и детектора 15 и крутизны регулировочной характеристики фазовращател 

6.

Выходной сигнал синхронного детектора 8 через управл емый делитель 7, сумматор 1 поступает на второй вход (обмотку компенсации) феррозонда 2. Таким образом

осуществл етс  отрицательна  обратна  св зь в предлагаемом устройстве.

С выхода синхронного детектора 8 напр жение шума поступает на первый вход блока 12, где сравниваетс  со своей копией,

поступающей на второй выход с генератора 16 шума. Напр жение на втором выходе генератора 16 имеет коррекцию фазового сдвига на величину фазового сдвига в блоках 2-5-8(9). Результат сравнени  в виде разности напр жени  шума поступает на вход детектора 14, где подвергаетс  такой же обработке , как и в детекторе 15, С выхода детектора 14 управл ющее напр жение поступает на второй вход управл емого делител  7.

При большой величине коэффициента передачи цепи: блоки 2-5-8-7-1-2, коэффициент передачи предлагаемого устройства по измер емому параметру магнитного пол 

определ етс  коэффициентом передачи цепи обратной св зи: блоки 7-1-2 (обмотка компенсации). Наименее стабильный элемент этой цепи - обмотка компенсации. Изменение среднеквадратического

значени  шумовой магнитной индукции, создаваемой током генератора 16 шума по обмотке компенсации, вследствие изменени  посто нной этой обмотки под воздействием дестабилизирующих факторов,

вызывает адекватное изменение напр жени  на первом входе блока 12. Эти изменени  вы вл ютс  при сравнении с копией , поступающей от генератора 16 на второй вход блока 12 и играющей роль эталона,

После обработки в детекторе 14 эти изменени  в виде управл ющего напр жени  поступают на второй вход управл емого делител  7 и вызывают такое изменение коэффициента передачи цепи обратной св зи,

куда вход т коэффициенты передачи блоков 7-1-2 (обмотка компенсации), которое стремитс  восстановить прежнее значение коэффициента передачи предлагаемого устройства по измер емому параметру магнитного пол .

Точность поддержани  коэффициента передачи устройства на заданном уровне зависит от величины коэффициентов передачи блоков 12, 14 и крутизны регулировочной характеристики делител  7.

Измер емый сигнал с выхода синхронного детектора 8 через блок 11 поступает на регистратор 13. Блок 11 устран ет прохождение напр жени  шума на регистратор 13, дл  чего в нем осуществл етс  компенсаци  напр жени  шума, поступающего с выхода синхронного детектора 8, копией напр жени  шума от генератора 16.

В предлагаемом устройстве в качестве пробного сигнала используетс  реализаци  шума, спектральна  плотность которого равномерна в рабочей полосе частот устройства , в результате чего расшир етс  его рабоча  полоса частот и происходит автоматическое регулирование величины коэффи- циента передачи по критерию среднего квадр.атичного отклонени  амплитудно-частотной характеристики от заданной, что повышает точность измерени  параметров магнитного пол  на пор док по сравнению с прототипом.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , содержащее последовательно соединенные задающий генератор, генератор возбуждени , феррозонд, блок выделени  четной гармоники, первый синхронный детектор, управл емый делитель и сумматор, последовательно соединенные

   управл емый фазовращатель, блок управлени  коммутацией, второй синхронный детектор и третий синхронный детектор, последовательно соединенные генератор модул ции, блок выделени  измер емого сигнала и регистратор измерений, а также последовательно соединенные блок сравнени  и четвертый синхронный детектор, выход которого подключен ко второму входу управл емого делител , первый вход которого подключен ко вторым входам блока выделени  измер емого сигнала и блока сравнени , при этом выход третьего синхронного детектора подключен к первому входу управл емого фазовращател , второй вход которого подключен ко второму выходу задающего генератора, третий выход которого подключен ко второму входу блока управлени  коммутацией, второй выход которого подключен ко второму входу первого синхронного детектора, первый вход которого подключен к первому входу второго синхронного детектора, а второй выход генератора модул ции подключен ко второму входу сумматора, выход которого подключен ко второму входу феррозонда, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, генератор модул ции выполнен в виде генератора шума, вход которого подключен к четвертому выходу задающего генератора, а его первый выход непосредственно подключен ко вторым входам третьего и четвертого синхронного детекторов .