SU530289A1 - Феррозондовый магнитометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерени  магнитных полей и может быть использовано дл  высокоточного измерени  параметров посто нного магнитного пол .

Известны феррозондовые магнитометры дл  измерени  параметров посто нных магнитных полей , содержащие феррозондовый датчик, генератор 1возбуждени , фильтр низких частот, формирователь пр моугольных импульсов, фазоинвертор, через преобразователь,св занный с двум  электронными ключами, регистрирующий прибор 11.

Однако они имеют недостаточные точность и чувствительность измерени . .

Известны устройства аналогичного назначени , содержащие феррозовдовый датчик, генератор, формирователь пр моугольных импульсов, усщштель , фильтр первой и второй гармоник, схемы совпадени  с формировател ми импульсов посто нной энергии, интеграторы и измерительный прибор , при этом усилитель через формирователь пр моуголып 1Х импульсов, схемы совпадени  и интегрирующие цепи подключен к измерительному прибору , феррозонд подключен к усилителю через фильтр первой и второй гармоник, а вторые входы;

-схем совпадени  подключены к генератору через дифференщфующую цепь 2 .

В этих магнитометрах дл  измере1да  величины посто нного магнитного пол , которое пропорционально второй гармонике сигнала феррозонда, сравниваютс  длительности разнопол рных пр моугольных импульсов,сформированных из сигнала феррозонда, содержащего после фильтра первую и вторую гармоники и сигнала генератора, питающего феррозонд, и по их несовпадению формиру1отс  импульсы посто нной энергии.

Такой магнитометр имеет ограниченные чувствительность и точность.

Цель изобретени  - повыше1ше точности и чувствительности устройства.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом феррозондовом магнитометре, содержащем генератор, выход которого подключен к входам формировател  пр моугольных импульсов и феррозонда, через усилитель соединенного с входами двух ключей , вторые входы которых св заны с выходами формировател  пр моугольных импульсов, и регистрирующий прибор, введены последовательно соединеннь е источьшк посто нного тока и делитель тока, 1годключе щые к регистрирующему прибору.

Регистрирующий прибор вьтолнен в виде комштексного электродинамического прибора, неподвижные катушки которого соединены с выходами соответствующих ключей, а подвижна  катушка - с делителем токаНа чертеже показана блок-схема магнитометра. Магнитометр содержит генератор 1, феррозонд 2, усилитель 3,,формирователь импульсов 4, электронные/ ключи 5 и 6, комплексный электродинамический прибор 7, имеющий неподвижные катушки 8 и 9 и подвижную рамку 10, делитель тока 11, источник посто нного тока 12.

Магнитометр работает следующим образом. Феррозонд 2 и формирователь 4 возбуждаетс  переменным током от генератора 1. Выход феррозонда соединен с входом усилител  3, а ;выходы формировател  4-с входами управлени  электронных ключей 5,6, сигнальные входы которых соединены с выходом усилител . Выходы электронных ключей 5,6 подсоединены к катушкам 8,9 электродинамического прибора, подвижна  рамка 10 которого подключена к источнику посто нного тока через делитель 11. Ко шлексньш электродинамический прибор 7 представл ет собой двухстепенный электродинамический прибор с подвижной частью в специальной ампуле с демпфирую-. щей жидкостью и световым указателем на шкалу в пол рной системе координат.

Сигналы на выходах формировател  представл ют1собой однопол рные пр моугольные импульсы удвоенной частоты по отношению к частоте возбуждени  феррозонда, причем эти сигналы сдвинуты друг относительно друга по фазе на четверть периода.

В процессе измерени  на сигнальн;ые входы электронных ключей 5,6 поступает с феррозонда 2 усиленный полигармонический сигнал, а на входы управлени  ключей подаютс  сигналы с формировател  4. Под действием Сигналов формировател  электронные ключи 5,6 открьшаютс  с частотой 2w и со сдвигом на четверть периода. Когда открыт ключ 5, сигнал феррозонда проходит через катушку 8 электродинамического прибора, а когда открыт ключ 6-через катушку 9.

I В подвижной рамке 10 прибора 7 протекает от источника 12 посто нный ток, поэтому она отклон етс  только в том случае, если сигнал, проход имй через катушки 8,9, содержит посто нную составл ющую , а гармонические составл ющие сигнала , проход щего по катунпсам 8,9, не привод т к отклонению подвижной рамки, т.к. степень демпфировани  подвижной части комплексного электродинамического прибора больше единвды, э соб ственна  частота менее 1 ГнПроведенные исследовани  показалш, что если электронные ключи открывать пр моугольными импульсами удвоенной частоты по отноше1шю к частоте возбуждени  феррозовда, то посто нна  состанлйшша  будет в катуижах 8,9 только в том случае, когда сигнал феррозонда содержит гармоники частоты 2. со, 6 со,. -. 2 (2 п + П и; ( п 0, 2,,. которые несут полезную информадию и по вл ютс  только при воздействии на, феррозонд посто нного магнитного пол . Величины посто нных составл ющих токов, протекающих по катушкам 8,9 равны

Т/ГПл

. COSef;

«  (1)

Я п г(гпн)

где Лш2,(2,f haмгшитyды гармоник:

vf i фазовые сдвиги гармоник. При этом подвижна  рамка 10 отклон етс  по двум взаимнонерпендикул рным нанравле ш м на

углы к:3о

Z.fm -tostf;

Jr

n2(2.n-t-1)

(г)

Ktln

(гп.1) где К - коэффициент, учитьшающий конструктивные параметры прибора;

JQ - величина тока в подвижной рамке, а световой указатель на шкале прибора 7 отклон етс  в направлении на величину

-...„,«-t

где, Р - оптическое плечо светового указател .

Из выражени  (3) видно, что величина отклонени  светового указател  на шкале прибора пропорциональна амплитуде 2 (2n+l)uJ гармоник сигнала феррозонда, т.е. пропорциональна величине измер емого магнитного пол .

Нестабильность начальной фазы вызывает перемещение светового указател  на шкале по

окружности радиуса

KPJr

R

ОТ 2(

и не приводит к погрешности измерени .

Зависимость величины отклонени  рамки 10 от Величины протекающего по ней тока позвол ет измен ть рабочий диапазон магнитометра и увеличивать его чувствительность до требуемой величины в тех случа х, когда повышение чувствительности путем увеличени  коэффициента передачи усилител  невозможно из-за искажени  полезного сигнала .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Феррозондовый магнитометр, содержащий генератор , выход которого подключен к входам формировател  пр моугольных импульсов и феррозонда, через усилитель соединенного с входами двух ключей , вторые входы которого св заны с выходами формировател  пр моугольных импульсов, и регистрирующий прибор, отличающийс  тем,

   что, с целью повышени  точности и чувствительности , он снабжен последовательно соеданенными источником посто нного тока и делителем тока, подключенным к регистрирующему прибору. 2. Феррозондовый магнитометр по п. 1, о т л и чающийс  тем, что регистрирующий прибор вьшолнен в виде комплексного электродинамического прибора, неподвижные катушки которого соединены с выходами соответствующих ключей, а подвижна  катущка - с делителем тока. Источники информащш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авт. св. СССР №263729, G 01 R 33/02,04.06.68.
2. 2.Авт.св. СССР № 310203 G О1 R 33/02, 09.02.70. (прототип).