SU744391A1 - Рамочный магнитоприемник - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области магБитных измереНИЙ и может использоватьс  в радиопеленгации, геологоразведке и геофизических исследовани х дл  определени  угловых координат источников излучени . Известен рамочный магнитоприемн.нк, содержащий одновитковую короткозамкнутую рамку, проход щую сквозь отверстие тороидального ферритово го сердечн 1ка с сигнальной обмоткой 1. Однако этот магнитолриемник предназначен только дл  направленного приема и измерени  угловых координат вектора напр женности магнитного пол  пхтем механического вращени  магнитопркемн-нка ;i пространстве. Известен также ра1мочный ма1 ;итоприемник , содержащий груплу параллельных ОДНОВИТ1КОВЫХ короткозамхнутых рамок, на каждой из которых размеще; 0 несколько тороидальных ферритовых сердечников с обмоткамИ, включенными согласно 2. Этот магнитоприемник используетс  также только дл  направленного ,и измерени  угловых координат вектора напр женности .магнитного пол  путем механического вращени  .магнптоприеми;п а в пространстве. Цель изобретени  - повыгиение точности измерени . Поставленна  цель дост15гаетс  тем. что в ра.моч ый магнитоцриемНПК, содержанипЧ п одинаковых короткозамкнутых рамок, проход щих сквозь отверсти  тороидальных ферритовых сердечников с си гнальными обмотками , введены источник подмагн:)чиваюидего тока и последовательно соедашенные генератор синусоидального тока и фазосдв)гающие устройства, а тороидальные фер|ритовые сердечники дополнительно снабжены обмотками управлени  « размещены по два на каждой одновитковой короткоза мкн}той рамке, плоскости которых сментены одна относительно дрзгой на угол п 180°/п, где п - число рамок. При этом сигнальные обмотки каждой пары тоооидальных ферритовых сердечников соединены последовательно и встречно, а между па-рами сердечников - последовательно и подключены к ИСТОЧНИК} подмагничивающего тока. Обмотки управлени  :каждой пары сердечников соедииены последовательно и согласно. Обмотки З правлени  первой пары сердечников подключены к выходу генератора синусоидального тока, а последующих пар - к выходам соответствующих фазосдв1 га1ощих устройств, фазовый сдвиг которых равен углу а. На фиг. 1 представлена функциональна  схема рамочного магнитоггол-емника; на

i,:;;- 2 - cxt-ita пространственного распо .ожени  рамок магнитоприемника; на (ч:г. 3 ;юь:азано ззапмодействие посто нного и 1 шравл юш.е10 ма гнитных полей is объеме одной па,ры сердечников.

Рамочный магиитопрИемник содержг.т одн-овитковые короткоза М1Кнутые рамкп /1 - /,,, проход щие сквозь отверсти  торо .идальных ферритовых сердечников 2:-2,. с сигиальнымИ обмотками J|-3„, .источник 4 подмагннчивающего тока, последовательi;o соединенные генератор 5 синусоидального тока и фазосдв,ига1ощие устройства 6,6 ,,. Тороидальные ферритовые сердечник, 2|-2„ си :1бже::ы обмотками 7i-7,, управлсНИН 1 размеще1{ы по два на кал-сдой одновит1-;овой короткозамкнутой рамке /i - /„. Плоскости одиознтковых короткозамкнутых рамок /1 - /,, смещены одна относительно дру:ои на vioj: к---180°//г, JM,e п- число рамок. Сигнальные обмотки каждой пары тороидальных ферритозых сердечников 2i -2,, соединены последовательно и встречаю, а -между парами сердечников - последова едьпо и подключены к «сточн-иму 4 подмагничивающего тоха. Обмотки 7i-7„ улра.влени  кал-сдой тары сердеч1Н1И1Ков 2i-2„ соединены последовательно и согласно, лрн4eiK обмотки управлени  7i и 7-2 первой нары сердечнш-сов 2, .и 2 подключены к выходу генератора 5 синусоидального тока, а носледу ош,их нар --- к .выходам соответствуюпдих фазосдвигающих устройств 6i-&„, фазовый сдвиг которых равен углу а. Источник 4 подмагничивающего тока подключен к выходу сигнальных обмоток 5i-3„ через равв зывающий дроссель 8.

Пр.инцил действи  данного рамочного магнитопр гомника заключаетс  ,в следующем .

Магнптный иоток сигнала, пролизывающий рам-ку /1, возбуждает в ней ЭДС ,,,,

котора  трансформируетс  в сигнальные обмотки и i-2 сердечни ков 2i и 2-2. Уровень ЭДС 3 сигнальных обмотках и -J2 .каждого сердечника 2i и 22 завис т от соотнощени  лроницаемостей эт.их сердечни ков, 1которые в свою очередь . от величины тока в обмотках 7, н 7 .влени , создаваемого генератором 5 синусоидального тока, а также от величи.ны гока .подмагн.ич1ивани , создаваемого источ:1тиком - лодмагничивающело тока в сигнальных обмотках 3i и Зо. При отсутствии тока в обмотках 7 и 72 проиицае-мости обоих сердечиико.З .2, и 22 определ ютс  интенсивностью лол  Яо, создаваемого иосто .нны-м током нодмагничиван.и  в их объеме. Так как сигнальные обмотки 3i и Sz включены ветреч.ио, то направлени  силовых линий напр женности посто нн.ого матнитного пол  Яо в объеме каждого сердеч и-ка 2 и 2.2 п-ротивополож.ны (фиг. 3). в Э70М случаг проницаемости сердеч.ников 2; и 22 равны

между собой, соответственно разны и ЭДС, наводимые в нх сигнальных обмотках 3, л js- Суммарна  ЭДС ej нрн этом равна , поскольку сигнальные обмот1чи 3 и оз этой пары сердечии1ков 2, и 22 соедине;1Ы последовательно и встреч.но.

При и() влен;чи тока в обмотках 7: и 72 управлени  в объеме сердеч 1икоз 2; и 22 возникает магнитное поле И)авлени  //у, нанравление .которого з обоих сердечниках одинаковое в снлу сог.ласного включении обмоток 7| и 7.,. Прн этом з сердсчниl :e действует сумма.рнос поле Я|, + Яу, в другом -- разностное Яо Я,, (фиг. 3). Балан.с пронинаемостей сордечи.иков 2) и 2 нарушаетс  и сум марна  ЭДС сигнчала PI ирииимает некоторое, отл) от ,«., 3:iaчение . При увеличении тока -; обмотках 7i и 72 управлени  уровень ЭДС е-, также возрастает. Пр4-1 измененин ;1;)л;.1рноети тока в обмотках 7; и 72 ЭДС е мег: ет 3iiaK, поскольку наиразлеи11е ио:1  Я-,- в ка/кдом сердеч.нике 2, и 22 измен етс  на иротинополОЖ -;ое .

Таким образом, зако.и нзмененл  ровн  ЭДС еигг.ала в выходной цени рассматриваемой одновитковой короткоза.мкнутой ра-мки /1 соответствует закону измеиеии управл ющего тока, еоздаваемого генератором 5 синусоидального тока, н его мож.но записать

.-/(/Гр eciso/,

где ()

частота упра1 л ющего тока;

;,, --- ЭДС, наводима  в рамке магнитным полем сигнала;

/ - коэффиииент пропорциональ} ости , учитывающий степень св зи рамКИ с сигнальными обмотками. Функционирование остальных одновитковых короткозамкнутых рамок 1о-/„ такое же, как и рамки /j.

ПОСКОЛЬКУ фа13овый сдвиг тока управлени  второй одновитковой короткозамкнутюй рамки 22 равен углу и, ЭДС. сигнала в ее |}ыходной цепи равна:

Соответст-венно ЭДС в выходной цепи п-й рымки определ етс  выражением

с, (n-1)а.

Так ка.к илоскости ОДНОБЙТКОВЫХ корот .коза.мкнутых рамок /i-/„ рамочного магн .итоприемника смещены одна отноеительно другой .на одинаковый угол а, то справедливы соотношени 

Я. „, cos в cos й/, /:., mcos (0-Ьа) cos ш/,

Claims (2)

1. ,;.., „е {«-l) со/, где 0) - частота магнитного пол  сигнала; в - угол между направлением вектора напр женности .магнитного пол  сигнала с нормалью к плоскости рамжи, пр.ин той за начало отсчета угла. Результирующа  ЭДС на выходе рамочного Л1агнитоприемни:Ка будет иметь вид вых + е, - ...-;- с„ КЕ,, (cos в cos IM-|- cos (0 -f a)cos(f2f f a) Ч- .-. - cos в (/; - - l)a cos Qi -- (n - i) cos ш1 . Учитыва , что a 180°/n и произвед  тригонометрические преобразовани , получим бвых - ,„со5 (12 - 8) cos ш/. Полученное выражение показывает, что ОСЬ ма-ксимумов диаграммы направленности paiMO4Horo магнитолриемника измен ет свое направление относительно любого заданного с угловой скоростью О. При этом максимум -приема имеет место тогда, когда фазовый угол Q.t управл ющего тока равен углу в. Это обсто тельство может быть использовано дл  измерени  направлени  вектора напр женности магнитного пол . Минимальное число рамок, необходимое дл  обеспечени  электрического вращени  диаграммы направленности данного магнитопр-иемника равно двум. В этом случае плоскости рамок устанавливают под пр мым УГЛОМ. 6 Формула изобретени  Рамочный магнитоприемаик, содержащий п одновитковых короткозам.кпутых ралюк , проход щих сквозь отверсти  тороидальных ферритовых сердечников € сигнальными обмотквми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , 3 него введены источн ик подмагничивающего тока и последовательно соединенные генератор синусоидального тока   фазосдвигающие устройства, а тороидальные ферритовые сердечники дополнительно снабжены обмотками управлени  и размещены по два на каждой одновитковой короткозамкнутой рамке, плоскости которых смещены одна относительно другой на угол , где п - число рамок, при этом сигнальные обмотки каждой еары тороидальных ферритовых сердечников соединены последовательно и встречно, а между парами сердечников - последовательно и подключены к источнику подмагничивающсго то:ка. обмотки управлени  каждой пары сердечникоз соединены последовательно и согласно, причем обмотки управлени  перзоЙ пары сердечников .подключены к выходу генератора синусоидального , а послед ющих пар - к выходам соответствующих фазосдвигающ11Х устройств, фазовый сдвиг которых .равен углу а. Источники информации, ирин тые во внимаКИе при экспертизе: 1.Сборник «Геофизическа  аатпаратура, 1975, зып. 57, с. 65-66.
2. 2.Авторское свидетельство СССР Лс 457051. хл. G 01 R 33/00, 1973.