SU760004A1 - Феррозонд 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области магнитных измерений, предназначено для измерения модуля и направлениявектора напряженности слабых магнит- ных полей и может использоваться в ’ радионавигации,:, геологоразведке и и геофизических исследованиях.

Известен феррозонд/ содержащее, тороидальный сердечник с обмоткой«п возбуждения и два пристыкованных χ нему магнитных стержня с измеритель·* ными обмотками [1].’ Однако этот феррозонд позволяет измерять лишь одну компоненту вектора напряженности магнитного поля, а для определения моду-15 ля и направления вектора Н необходимо два датчика, неидентичность которых приводит к снижению точности измерений .

А... 20

Известен также феррозонд, предназначенный для измерения модуля и направления вектора напряженности магнитного поля по двум ортогональным составляющим, состоящий из 'тороидаль-25 ного магнитного сердечника с размещенной на нем обмоткой возбуждения, к которому симметрично пристыкованы две взаимно перпендикулярные пары магнитных концентратов с сигнальными 30

2

обмотками, соединенными попарно последовательно [2].

Однако этот феррозонд имеет также Низкую точность измерений, обусловленную необходимостью косвенного метода измерений модуля и направления вектора направленности магнитного поля по двум ортогональным составляющим. Кроме того, известный феррозонд требует сложных схем устройств для обработки результатов измерений, что также отрицательно сказывается на его точности.

Цель изобретения - повышение точности измерений. ,

Указанная цель достигается тем, что в феррозонде, содержащем тороидальный сердечник с обмоткой, две взаимно, перпендикулярные пары магнитных концентратов с обмотками, соединенными попарно последовательно, и генератор возбуждения обмотки, расположенные на концентраторах, подключены к генератору возбуждения, выполненному в виде источника квадратурных напряжений/ а обмотка, размещенная на тороидальном Сердечнике,йспользуется в качестве измерительной обмотки, при этом тоГ ”4 ' \ -------— ~ - . '

- *5-~Я- ’ -'•'-„'ΐ·¹--' --.··.

3 I 760004 „ 4

ройдальный сердечник дополнительно что ток в обмотках возбуждения 10 и

" *'снаЙжен'обмотко'?Г^?'‘подмагнйчйванйя'. , ц имеет фазовый сдвиг, равный *ϊ/2

На Фиг.1 представлена Функциональ- относительно тока возбуждения обмоток ная схема данного устройства; на 8 и 9: _>

фиг.2 - распределение магнитных по- _и · . ,₂\

‘ "ток св второидальном сердечнике с од- е ^е2^еКНу^б1пи .

ной парой магнитных концентратов.

Описываемый феррозонд содержит то- Проекций вёктора напряженности из

ройдальный магнитный сердечник 1 с рав- меряемого магнитного поля определяетномерно размещенными на нем измеритель- ся известными выражениями

ной обмоткой 2 и обмоткой пОдмагничи- ιη

вания 3. К тороидальному магнитному Н_к’=Н_ссобО

сердечнику 1 пристыкованы две ортого- _

. нальные пары соосных концентратов 4 и » ’ Н_с5<цЦ ,

5, 6 и 7, с обмотками 8 и 9, 10 и 11,

соединенными последовательно в каждой _с где Н_е - модуль вектора напряженности паре соосных концентратов и подклю- измеряемого поля;

ченными к источнику 12 квадратурных О - угол направления вектора Н

напряжений, _ч в плоскости датчика.

Работа данного феррозонда’ заклю- с учетом (3) суммарная ЭДС на выходе

чается в следующем. феррозонда равна

Постоянный ток, протекая по обмот- 20

ке подмагничивания 3, создает в торо- . . е_ «е.*е,= к Н„со₅(а)Ф-<3). (+)

"идальном магнитном· сердечнике 1 поле ^{2 с}

' подмагничивания Н . При отсутствии ...

тока.в обмотках возбуждения 8 и 9, Таким образом, амплитуда выходной,

размещенных на концентраторах 4 и 6, ус пропорциональна модулю вектора намагнитные проницаемости верхней и пряженностй измеряемого поля, а сдвиг

нижней половин тороидального магнит- фазы относительно напряжения воэбужценого серЬечника 1 равны между собой, ния определяет его направление в плосПри э£ом э.д.с., наводимые измеряемым кости расположения датчика, полем в соответствующих половинах из- Данный феррозонд обеспечивает возмеритеЛьной обмотки 2, также равны, можность непосредственного измерез силу чего результирующая ЭДС сиг- ния модуля вектора напряженноснала равна 0. ..... ..... магнитного поля, что зна При появлении тока в обмотках воз- чительно повышает точность _избуждения 8 и 9 возникает магнитное . мерения и позволяет также избавиться поле Н_о, которое в верхней половине ³⁵ необходимости ввода сложных схемтороидального магнитного сердечника ных устройств дл’я обработки резуль1 суммируется с полем подмагничива- татов измерений.

ния К_о, ав нижней половине — вычита· ется (фиг.2). Магнитные проницаемости обоихполовин тороидального магнитного сердечника 1 оказываются_д не равными, что приводит к перераспределению потокё вектора напряженности измеряемого поля между верхней и нижней половинами тороидального магнитного сердечника 1 й появлению ЭДС сигнала на выходе измерительной обмотки 2. ............................

Поскольку ток, протекающий по обмоткам возбуждения 8 и 9 переменный, то перераспределение магнитного потока сигнала будет периодическим и на выходе измерительной обмотки 2 действует ЭДС, равная

Ι . е= КН_хсоёыЬ, (1)

гд4 К - коэффициент преобразования

феррозонда? ------------ ..............—

Н_х - проекция вектора напряженности измеряемого поля на ось концентраторов 4 и 5? ω - частота тока возбуждения; Аналогичным образом определяется . э.д.с., пропорциональная проекции вектора напряжённости измеряемого поля' на 'ось дары концентраторов 6 и 7. При этом необходимо учесть

4θ

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Феррозонд, содержащий тороидаль- . ный сердечник с обмоткой, две взаимно перпендикулярные пары магнитных концентраторов с обмотками, соединеннымй попарно последовательно, и гене_ ратор возбуждения, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повыше-; ния точности измерений, обмотки, расположенные на концентраторах, подключи чены к генератору возбуждения, выпол-: . ...

   ненному в виде источников квадратурных напряжений, а обмотка, размещенная на тороидальном сердечнике используется в' качестве измерительной 55 обомотки, при этом тороидальный сердечник дополнительно снабжен обмоткой Н0дм^:агнотйва~ния.