SU789927A1 - Ferroprobe magnetometer - Google Patents

Ferroprobe magnetometer Download PDF

Info

Publication number
SU789927A1
SU789927A1 SU772437551A SU2437551A SU789927A1 SU 789927 A1 SU789927 A1 SU 789927A1 SU 772437551 A SU772437551 A SU 772437551A SU 2437551 A SU2437551 A SU 2437551A SU 789927 A1 SU789927 A1 SU 789927A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
core
winding
magnetic
flux
excitation
Prior art date
Application number
SU772437551A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ризван Салех Бабаев
Валентин Васильевич Голованов
Александр Георгиевич Сметанин
Борис Анатольевич Шамурин
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4444
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 Предприятие П/Я Г-4444 filed Critical Предприятие П/Я Г-4444
Priority to SU772437551A priority Critical patent/SU789927A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU789927A1 publication Critical patent/SU789927A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям с использованием феррозондов с выходом на основной частоте и может найти применение в качестве средства измерения преимущественно слабого постоянного или медленно меняющегося магнитного поля при геофизических и навигационных'измерениях, в частности для целей ориентации подвижных объектов.The invention relates to magnetic measurements using fluxgates with an output at the fundamental frequency and can find application as a means of measuring a predominantly weak constant or slowly changing magnetic field in geophysical and navigation measurements, in particular for the orientation of moving objects.

Известен магнитометр, содержащий феррозонд, источник прямоугольного тока в цепи возбуждения феррозонда и интегратор в цепи сигнальной обмотки, а также регулятор (переменный резистор) и измеритель тока, подключенные между источником прямоугольного тока и обмоткой возбуждения, усилитель, пороговый блок и регистратор, последовательно включенные после интегратора [1].A known magnetometer containing a flux gate, a rectangular current source in the excitation circuit of the flux gate and an integrator in the signal winding circuit, as well as a regulator (variable resistor) and a current meter connected between the rectangular current source and the excitation winding, an amplifier, a threshold block, and a recorder connected in series after integrator [1].

СЦнако данное устройство пригодно для точных измерений только в диапазоне сильных полей.However, this device is suitable for accurate measurements only in the range of strong fields.

ί·Λ ·»·- —....ί · Λ · »· - —....

_ !· .· (_! ·. · (

точМАГНИТОМЕТР f““ ί fpoint MAGNETOMETER f ““ ί f

Цель изобретения - повышение ности измерения слабых полей.The purpose of the invention is to increase the measurement of weak fields.

Указанная цель достигается тем, что феррозондовый магнитометр, содержащий феррозонд, источник прямоугольного тока, 5 подключённый, к обмотке возбуждения, и интегратор, подключенный к сигнальной обмотке, снабжен также источником постоянного тока, а феррозонд выполнен на кольцевом сердечнике и снабжен обмоткой подмагничивания, соединенной с источником постоянного тока, причем обмотка подмагничивания равномерно распределена по сердечнику, сигнальная обмотка расположена на участке сердеч15 ника по оси.чувствительности феррозонда, а обмотка возбуждения охватывает тело сердечника в плоскости, перпендикулярной оси чувствительности.This goal is achieved by the fact that a flux-gate magnetometer containing a flux-gate, a rectangular current source 5 connected to an excitation winding, and an integrator connected to a signal winding is also equipped with a direct current source, and the flux-gate is made on an annular core and equipped with a magnetization winding connected to a constant current source, wherein the bias winding is evenly distributed along the core, the signal winding is arranged in the area of the nick 15 serdech osi.chuvstvitelnosti ferroprobe and obmo Single excitation covers the core body in a plane perpendicular to the sensitivity axis.

Кроме того, сигнальная обмотка и обмотка возбуждения выполнены на магнитных каркасах, подвижных в плоскости сердечника относительно его геометрического центра.In addition, the signal winding and the excitation winding are made on magnetic frames moving in the plane of the core relative to its geometric center.

На фиг. 1 приведена электрическая схема магнитометра, а также показано взаимное расположение обмоток феррозонда на кольцевом сердечнике; на фиг. 2 - направление действия магнит- 5 ных потоков в кольцевом сердечнике; на фиг. 3 - основные кривые, поясняющие принцип перемагничивания сердечника вспомогательными полями.In FIG. 1 shows the electrical circuit of the magnetometer, and also shows the relative position of the windings of the flux gate on the ring core; in FIG. 2 - 5 the direction of action of the magnetic fluxes in the annular core; in FIG. 3 - main curves explaining the principle of magnetization reversal of the core by auxiliary fields.

Магнитометр включает феррозонд на кольцевом сердечнике 1 с входа 2 для подключения источника постоянного тока подмагничивания и входа 3 для подключения источника прямоугольного тока 15 возбуждения, интегратор 4, выполненный по наиболее распространенной схеме усилителя с частотно-зависимой обратной связью и подключенный входом к сигнальному выходу 5 феррозонда. Вы- 20 ход 6 интегратора является выходом магнитометра. На фиг. 1 показаны также временная диаграмма 7 тока на входе 3 и временная диаграмма 8 ЭДС на выходе 6 магнитометра. На фиг. 2, поясняющей 25 работу феррозонда в составе магнитометра, показаны сердечники 1 с осью а-а чувствительности,' совпадающей с осью обмотки возбуждения и направления действия потоков Фо~ измеряемого, фа- воз- 3θ буждения и Фп- подмагничивания. Потоки Фр и Фь распределяются по противолежащим участкам 9 и 10 сердечника 1, как по параллельным магнитным цепям. Поток Фл подмагничивания действует по замкнутому магнитному контуру сердечника. Так как при измерении слабых магнитных полей обычно справедливо соотйдшение ФО<<Ф&, то магнитное состояние материала сердечника определяется действием потоков Ф^ и Фл. Если в выбранный момент времени направление потоков Ф& и Фп в участке 9 совпадает, то в тот же момент времени в участке 10 оно встречное, следствием чего является различное магнитное состояние материала данных участков.The magnetometer includes a flux gate on an annular core 1 from input 2 for connecting a DC bias source and input 3 for connecting a rectangular excitation current source 15 , an integrator 4 made according to the most common amplifier circuit with frequency-dependent feedback and connected to an output signal 5 of a flux gate . The output 20 of the integrator 6 is the output of the magnetometer. In FIG. 1 also shows a timing diagram 7 of the current at input 3 and a timing diagram 8 of the EMF at the output 6 of the magnetometer. In FIG. 2, which illustrates 25 the operation of the fluxgate as part of a magnetometer, cores 1 are shown with the axis aa of the sensitivity coinciding with the axis of the field coil and the direction of action of the fluxes Ф0 ~ measured, ф а - excitation 3 θ, and Ф п - magnetization. The streams f p and f b are distributed in opposite sections 9 and 10 of the core 1, as in parallel magnetic circuits. The bias flux л l acts on a closed magnetic core loop. Since when measuring weak magnetic fields is usually fairly sootydshenie F O <<F k, then the magnetic state of the core material by the action of streams F and F ^ L. If at the selected moment in time the direction of the fluxes Φ & and Φ p in section 9 coincides, then at the same moment in time in section 10 it is opposite, resulting in a different magnetic state of the material of these sections.

На фиг. 3 приведена .кривая! зависимости проницаемости μ материала сердечника от индукции В магнитного поля, а также показаны временные диаграммы изменения индукции поля возбуждения* в участках 9 и 10 сердечника 1, смещенные относительно временной оси на величину поля подмагничивания с индукцией ♦Вп, и результирующие временные диаграммы проницаемости /ц и Л*2_ материала участков 9 и 10. Последние, с учетом принятых на фиг. 3 обозначений, могут быть записаны в виде х( + уIn FIG. 3 shows the curve! the dependence of the permeability μ of the core material on the magnetic field induction B, and also shows the time diagrams of the change in the induction field induction * in sections 9 and 10 of the core 1, shifted relative to the time axis by the magnitude of the magnetization field with induction ♦ V p , and the resulting time diagrams of permeability / c and L * 2_ of the material of sections 9 and 10. The latter, taking into account those adopted in FIG. 3 notation can be written as x (+ y

Af/«b/4 *( + ) где Х( ♦) - единичная, знакопеременная во времени функция £1.Af / «b / 4 * (+ ) where X (♦) is the unit function, alternating in time, £ 1.

При таком законе изменения проницаемостей материала участков 9 и 10 сердечника 1, магнитная проводимость материала сердечника по замкнутому контуру (для потока ф подмагничивания) равно как и магнитная проводимость тела сердечника в направлении оси а-а (для потоков Фй возбуждения и Фо измеряемого) остаются неизменными в любом из полупериодов возбуждения (для любого значения функции X (·*·)).With this law of variation of permeability material portions 9 and 10 of the core 1, the magnetic conductivity of the core material in a closed loop (for flow f bias) as well as the magnetic core bodies conductivity in the direction of axis a-a (for streams F th excitation and F of the measured) remain unchanged in any of the half-periods of excitation (for any value of the function X (· * ·)).

Сцнако распределение потоков Фе и Ф& по участкам 9 и 10 сердечника 1, как по параллельным магнитным полям, неодинаково для любого из моментов времени, а определяется соотношением магнитных проводимостей материала данных участков.However, the distribution of the fluxes Ф е and Ф & over the sections 9 and 10 of the core 1, as for parallel magnetic fields, is not the same for any of the time instants, but is determined by the ratio of the magnetic conductivities of the material of these sections.

Нетрудно также убедиться, что под действием знакопеременного потока <*В возбуждения в сердечнике образуется постоянный размагничивающий кольцевой поток, направленный навстречу потоку Ф^ подмагничивания, что несущественно отражается на работе феррозонда и магнитометра (этот поток действует по закону К2(%)=1 и постоянен ввиду постоянства во времени данной функции). Напротив, под действием постоянного изме ряемого магнитного потока Ф, в замкнутой магнитной цепи сердечника появляется знакопеременный поток Ф видаIt is also easy to verify that under the action of an alternating flux <* B the excitation in the core forms a constant demagnetizing ring flow directed towards the magnetization flux Ф ^, which insignificantly affects the operation of the flux probe and magnetometer (this flux acts according to the law K 2 (%) = 1 and constant due to the constancy in time of this function). On the contrary, under the action of a constant measurable magnetic flux Ф, an alternating flux Ф of the form appears in a closed magnetic circuit of the core

л. л. л-Л·l l l-l

Этот по ток вы является в вид еЭДСе .наводимой на выводах 5 сигнальной обмотки е -V/φ · —---—— ,This flow is in the form of an emf. Induced at the terminals 5 of the signal winding e -V / φ · —---——,

I at ° A*oI at ° A * o

Где W число витков сигнальной обмотки.Where W is the number of turns of the signal winding.

Последующее интегрирование ЭДС е^ посредством интегратора 4 позволяет устранить частотные искажения данного сигнала из-за дифференциального вида закона электромагнитной индукции e2-'-Kje (+)dt--kwa>o· о “о где - ЭДС на выходе интегратора, а К - его постоянная.Subsequent integration of the EMF e ^ through integrator 4 allows us to eliminate the frequency distortions of this signal due to the differential form of the law of electromagnetic induction e 2 -'- Kje (+) dt - kwa> o · о “where is the EMF at the output of the integrator, and K - its constant.

Таким образом, выходная ЭДС магнитометра изменяется также по прямоугольному во времени закону, а ее амплиту да и фаза (полярность) определяются величиной и направлением измеряемого поля. ЭДС е^ легко преобразовать при необходимости в постоянное напряжение с величиной и знаком, соответствующими величине и направлению измеряемого по' ля, известными средствами, например с помощью синхронного детектора, управляемого непосредственно источником тока возбуждения.Thus, the output EMF of the magnetometer also changes according to a law that is rectangular in time, and its amplitude and phase (polarity) are determined by the magnitude and direction of the measured field. EMF e ^ is easily converted, if necessary, into a constant voltage with a magnitude and sign corresponding to the magnitude and direction of the measured field, by known means, for example, using a synchronous detector controlled directly by the excitation current source.

Поставленная цель (высокая точность измерения слабого магнитного поля) достигается лишь при конкретном исполнении обмоток феррозонда. Обмотка под-“ магничивания 2 должна быть равномерно распределена по кольцевому сердечнику 1, чем исключается появление на сердечнике полюсов намагничивания. Электромагнитная развязка цепей возбуждения и сигнальной обеспечивается лишь при ортогональном расположении плоскостей соответствующих обмоток. Оцнако для достижения качественной развязки упомянутых цепей, с учетом возможных магнитных аномалий свойств материала по' контуру сердечника, целесообразно размещение обмоток возбуждения и сигнальной на подвижных каркасах.. Регулировкой положения данных каркасов по отношению к сердечнику (поворотом сердечника) и друг другу достигается Нулевой сигнал на выходе магнитометра при нулевом измеряемом поле.The goal (high accuracy of measuring a weak magnetic field) is achieved only with a specific design of the flux-gate windings. The magnetization winding 2 must be evenly distributed over the annular core 1, which excludes the appearance of magnetization poles on the core. Electromagnetic isolation of the excitation and signal circuits is provided only with the orthogonal arrangement of the planes of the corresponding windings. However, in order to achieve a high-quality isolation of the mentioned circuits, taking into account possible magnetic anomalies of the material properties along the core contour, it is advisable to place the excitation and signal windings on the movable frames. By adjusting the position of these frames in relation to the core (by turning the core) and to each other, a Zero signal magnetometer output at zero measured field.

Устройство обеспечивает точное измерение слабых полей, что достигается видоизмененным размещением обмоток возбуждения и сигнальной на кольцевом сердечнике, введением обмотки подмагничивания и нового (источник постоянного тока) структурногоThe device provides an accurate measurement of weak fields, which is achieved by the modified placement of the field windings and the signal coil on the ring core, the introduction of the magnetization winding and a new (direct current source) structural

R 33/02, 1977.R 33/02, 1977.

tt

t t

Размещением обмоток сигнальной и возбуждения па подвижных каркасах достигается необходимая для точных измерений электромагнитная развязка входной ной) (возбуждения)' и выходной (сигнальцепей феррозонда.By placing the signal and excitation windings on the moving frames, the electromagnetic isolation of input input (excitation) 'and output (signal circuits of the flux-gate) necessary for accurate measurements is achieved.

рмула изобретенияrmula of the invention

Claims (2)

Изобретение относитс  к магнитным измерени м с использованием феррозондов с выходом на основной частоте и может найти применение в качестве сред ства измерени  преимущественно слабого посто нного или медленно мен ющего с  магнитного пол  при геофизических и навигационныхизмерени х, в частности дл  целей ориентации подвижных объектов . Известен магнитометр, содержащий феррозонд, источник пр моугольного тока в цепи возбуждени  феррозонда и интегратор в цепи сигнальной обмотки, а также регул тор (переменный резистор) и измеритель тока, подключенные между источником пр моугольного тока и обмоткой возбуждени , усилитель, пороговый блок и регистратор, последовательн включенные после интегратора ij. QlHaKo данное устройство пригодно дл  точ1{ых измерений только в диапазоне сильных полей. Цель изобретени  повышение точности измерени  слабых полей. Указанна  цель достигаетс  тем, что феррозондовый магнитометр, содержащий феррозонд, источник пр моугольного тока, подключенный, к обмотке возбуждени , и интегратор, подключенный к сигнальной обмотке, снабжен также источником посто нного тока, а феррозовд выполнен на кольцевом сердечнике и снабжен обмоткой подмагничивани , соединенной с источником посто нного тока, причем обмотка подмагничивани  равномерно распределена по сердечнику, сигнальна  обмотка расположена на участке с дочника по оси-чувствительности феррозонда, а обмотка возбуждени  охватывает тело сердечника в плоскости, перпендикул рной оси чувствительности. Кроме того, сигнальна  обмотка и обмотка возбуждени  выполнены на магнитных каркасах, подвижных в плоскости сердечника относительно его геометрического центра. На фиг. 1 приведена электрическа  схема магнитометра, а также показано взаимное расположение обмоток феррозонда на кольцевом сердечнике; на . 2 - направление действи  магнитных потоков в кольцевом сердечнике; на фиг. 3 - основные кривые, по сн юише принцип перемагничивани  сердечника вспомогательными пол ми. Магнитометр включает феррозонд на кольцевом сердечнике 1 с входа 2 дл  подключени  источника посто нного тока подмагничивани  и входа 3 дл  подключени  источника пр моугольного тока возбуждени , интегратор 4, выполненный по наиболее распространенной схеме усилител  с частотно-зависимой обратной св зью и подключенный входом к сигнальному выходу 5 феррозонда. Выход 6 интегратора  вл етс  выходом магнитометра. На фиг. 1 показаны такж временна  диаграмма 7 тока на входе 3 и временна  диаграмма 8 ЭДС на выход 6 магнитометра. На фиг. 2, по сн ющей работу феррозонда в составе магнитомет показаны сердечники 1 с осью а-а чув , ствительности, совпадающей с осью обмотки возбуждени  и направлени  действи  потоков Фо-  зм  емого, во буждени  и Фц - подмагничивани . Потоки Ф. и Ф распредел ютс  по противо лежащим участкам 9 и 10 сердечника 1 как по параллельным магнитным цеп м. Поток Ф„ подмагничивани  действует по замкнутому магнитному контуру сердечника . Так как при измерении слабых маг нитных полей обьгано справедливо соотйошение . то магнитное состо ние материала сердечника определ етс  действием потоков Фр. и Ф. Если в выбран ный момент времени направление потоков Фь и Ф, в участке 9 совпадает, то в тот же момент времени в участке 1О оно встречное, следствием чего  вл етс  различное магнитное состо ние материала данных участков. На фиг. 3 гфиведена .крива ; зависимости проницаемости материала сердеч ника от индукции В магнитного пол , а также показаны временные диаграммы изменени  индукции пол  возбуждени  в участках 9 и 1О сердечника 1, смеще ные относительно временной оси на величину пол  подмагничивани  с индукцией tBf|, и результирующие временные диаграммы проницаемости ju и . материала участков 9 и 10. Последние, с учето прин тых на фиг. 3 обозначений, могут быть записаны в виде + /J X(f) .() где Х( ) - единична , знакопеременна  во времени функци  41. При таком законе изменени  проницаемостей материала участков 9 и Ю сердечника 1, магнитна  проводимость материала сердечника до замкнутому контуру (дл  потока ф подмагничивани ) равно как и магнитна  проводимость тела сердечника в направлении оси а-а (дл  потоков Фц возбуждени  и Фд измер емого ) остаютс  неизменными в любом из полупериодов возбуждени  (дл  любого значени  функции X ()). Однако распределение потоков Ф, и Фр по участкам 9 и 10 сердечника 1, как по параллельным магнитным пол м, неодинаково дл  любого из моментов времени, а определ етс  соотношением магнитных проводи мостей материала данных участков. Нетрудно также убедитьс , что под действием знакопеременного потока g возбуждени  в сердечнике образуетс  посто нный размагничивающий кольцевой поток, направленный навстречу потоку Фм подмагничивани , что несущественно схгражаетс  на работе феррозонда и магнитометра (этот поток действует по закону Ч (fc)l и досто нен ввиду посто нства во времени данной функции). Напротив , под действием посто нного измер емого магнитного потока Ф, в зак«снутой магнитной цепи сердечника по вл етс  знакопеременный поток Ф вица . . () тот поток вы вл етс  в виде ЭДС е , наводимой на выводах 5 сигнадьной обмотки ) : -dt-- o7 -Btгде число витков сигнальной обмотки. Последующее интегрирование ЭДС е посредством интегратора 4 позвол ет устранить частотные искажени  данного сигнала из-за дифференциального вида закона электромагнитной индукции e --Kje COdt--KW t)) где 2 - ЗДС на выходе интегратора, а К - его посто нна . Таким образом, выходна  ЭДС магнитометра измен етс  такЖе по пр моугольному во времени закону, а ее амплиту57 да и фаза 1лол рность) определ ютс  ве личиной и направлением измер емого по л . ЭДС Q-2 легко преобразовать при необходимости в посто нное напр жение с величиной и знаком, соответствующими величине и направлению измер емого пол , известными средствами, например с помощью синхро1шого детектора, управл  мого непосредственно источником тока рюабуждени . Поставленна  цель (высока  точность измерени  слабого магнитного пол ) достигаетс  лишь при конкретном исполнении обмоток феррозонда. Обмотка под- магничивани  2 должна быть равномерно распределена по кольцевому сердечн11ку 1, чем исключаетс  по вление на сердеч нике полюсов намагничивани . Электромагнитна  разв зка цепей возбуждени  и сигнальной обеспечиваетс  лишь при ортогональном расположении плсх костей соответствующих обмоток. Однако дл  достижени  качественной разв зки упом нутых цепей, с учетом возможных магнитных аномалий свойств материала по контуру сердечника, целесообразно размещение обмоток возбуждени  и сигнальной на подвижных каркасах.. Регу лировкой положени  данных каркасов по отношению к сердечнику (поворотом сердечника ) и друг другу достигаетс  нулевой сигнал на выходе магнитометра при нулевом измер емом поле. Устройство обеспечивает точное изме рение слабых полей, что достигаетс  видоизмененным размещением обмоток возбуждени  и сигнальной на кольцевом сердечнике, введением обмотки подмагничивани  и нового (источник посто нного тока) структурного узла. 2 2 Размеще шек обмоток сигна; ьной и возбуждеш1  на подвижных каркасах достигаетс  необходима  дл  точных измерений электромагнитна  разв зка входной (возбуждени )- и выходной (сигнальной ) цепей феррозонда. Формула изобретени  1. Феррозондовый магнитометр, содержащий феррозовд, источник пр моуголь ного тока, подключенный к обмотке возбуждени , и интегратор, подключенный к сигнальной обмотке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  слабых попей, он снабжен источником посто нного тока, а феррозонд выполнен на кольцевом сердечнике и снабжен обмоткой подмагничивани , соединенной с источником посто нного тока, причем обмотка под магничивани  равномерно распределена по сердечнику, сигнальна  обмотка расположена на участке сердечника по оси чувствительности феррозонда, а обмотка возбуждени  охватывает тело сердечника в плоскости, перпендикул рной оси чувствительности . The invention relates to magnetic measurements using flux-probes with an output at the fundamental frequency and can be used as a means of measuring mainly weak constant or slowly varying from a magnetic field in geophysical and navigation measurements, in particular for the purposes of orientation of moving objects. A magnetometer containing a flux probe, a rectangular current source in the flux-field excitation circuit and an integrator in the signal winding circuit, as well as a regulator (variable resistor) and a current meter connected between the rectangular current source and the excitation winding, amplifier, threshold unit and recorder, are known sequentially included after integrator ij. QlHaKo this device is suitable for accurate measurements only in the range of strong fields. The purpose of the invention is improving the accuracy of measuring weak fields. This goal is achieved by the fact that a fluxgate magnetometer containing a flux probe, a rectangular current source connected to the field winding, and an integrator connected to the signal winding is also provided with a DC source, and the ferrozd is made on an annular core and provided with a secondary winding connected with a DC source, the bias winding being evenly distributed over the core, the signal winding is located on the section with the daughter along the axis of sensitivity of the fluxgate, and the winding excitation covers the core body in a plane perpendicular to the axis of sensitivity. In addition, the signal winding and the excitation winding are made on magnetic frames, which are movable in the plane of the core relative to its geometric center. FIG. 1 shows the electrical circuit of the magnetometer, and also shows the relative position of the windings of the fluxgate on the ring core; on . 2 shows the direction of the magnetic flux in the ring core; in fig. 3 - main curves, according to the principle of magnetic reversal of the core by auxiliary fields. The magnetometer includes a ferrosonde on an annular core 1 from input 2 for connecting a DC bias source and input 3 for connecting a source of a rectangular excitation current, integrator 4, made using the most common amplifier with frequency-dependent feedback and connected to the signal output 5 ferrosonde. Output 6 of the integrator is the output of the magnetometer. FIG. 1 shows also a time diagram 7 of the current at the input 3 and a time diagram 8 of the EMF at the output 6 of the magnetometer. FIG. 2, showing the operation of the fluxgate in the composition of the magnetometer, shows the cores 1 with the axis aaa of the sensitivity, coinciding with the axis of the excitation winding and the direction of the action of the Phased, arcing and Fc-magnetizing. The fluxes F. and F are distributed along the opposing sections 9 and 10 of the core 1 as along parallel magnetic circuits. The flux „bias acts along the closed magnetic contour of the core. Since, when measuring weak magnetic fields, correlation is required. This magnetic state of the core material is determined by the action of the flux Fr. and F. If at the selected time instant the direction of the fluxes Fj and F in section 9 coincides, then at the same time point in section 1O it is opposite, resulting in a different magnetic state of the material of these sections. FIG. 3 gfeivedena; the dependence of the permeability of the core material on the induction of the B magnetic field, and also shows the time diagrams of the induction field induction change in sections 9 and 1 of the core 1, shifted relative to the time axis by the magnitude of the bias field with the induction tBf |, and the resulting time diagrams of the permeability ju and. material sections 9 and 10. The latter, taking into account those adopted in FIG. 3 designations can be written in the form + / JX (f). () Where X () is single, sign-variable function in time 41. With this law of change in the permeabilities of the material of sections 9 and Yu of core 1, the magnetic conductivity of the material of the core to a closed loop (for the bias flux flux), as well as the magnetic conductivity of the core body in the direction of the a-a axis (for excitation fluxes Fz and measured Fd), remain unchanged in any of the excitation half-periods (for any value of the X () function). However, the distribution of flux Φ and Φr over sections 9 and 10 of core 1, as in parallel magnetic fields, is not the same for any of the points in time, but is determined by the ratio of the magnetic conductivities of the material of these areas. It is also not difficult to be convinced that under the action of the alternating flux g of excitation in the core a permanent demagnetizing ring flux is formed, directed towards the flux FM magnetization, which is negligible in the operation of the ferrozond and magnetometer (this flux acts according to the law Φ (fc) l and is significant time function of this function). On the contrary, under the action of a constant measurable magnetic flux Φ, an alternating flux в Fcc appears in the zak tine magnetic core circuit. . () This flux is detected in the form of an emf e, induced at the terminals of the 5th signal winding): -dt-- o7 -Bt where the number of turns of the signal winding. The subsequent integration of the emf e by means of the integrator 4 allows one to eliminate the frequency distortions of this signal due to the differential form of the electromagnetic induction law e --Kje COdt - KW t)) where 2 is the SDS at the output of the integrator and K is its constant. Thus, the output EMF of a magnetometer also varies according to a law that is rectangular in time, and its amplitude and phase 1) is determined by the magnitude and direction of the measured l. The EMF Q-2 is easily converted, if necessary, into a constant voltage with a magnitude and a sign corresponding to the magnitude and direction of the measured field, by known means, for example, using a synchronous detector controlled directly by the current source. The goal (high accuracy of measuring a weak magnetic field) is achieved only with a specific design of the windings of the fluxgate. The magnetic winding 2 should be evenly distributed over the ringed core 1, thus eliminating the appearance of the magnetization poles on the core. Electromagnetic decoupling of the excitation and signal circuits is provided only when the bones of the corresponding windings are orthogonal to each other. However, to achieve qualitative isolation of the mentioned chains, taking into account possible magnetic anomalies of the material properties along the contour of the core, it is advisable to arrange the excitation windings and signal windings on moving frames. By adjusting the position of these frames relative to the core (by turning the core) and each other, zero is achieved. Signal at the output of the magnetometer at zero measured field. The device provides accurate measurement of weak fields, which is achieved by a modified placement of the excitation and signal windings on the ring core, the introduction of a bias winding and a new (DC source) structural node. 2 2 Place the shells of the windings of the signal; It is necessary to accurately and electrically isolate the input (excitation) - and output (signal) circuits of the fluxgate. Claim 1. A fluxgate magnetometer containing a ferrozove, a source of rectangular current connected to the excitation winding, and an integrator connected to the signal winding, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring weak plumes, it is supplied with a direct current source, and ferrozond is made on an annular core and is provided with a bias winding connected to a DC source, the magnetization winding being evenly distributed over the core, the signal winding is located on the section the core is along the sensitivity axis of the fluxgate, and the excitation winding covers the core body in a plane perpendicular to the axis of sensitivity. 2. Феррозондовый магаитометр по ru 1, отличающийс  тем, что сигнальна  обмотка и обмотка возбуждени  вьшолнены на немагнитных каркасах, подвижных в плоскости сердечника относительно его геометрического центра. Источники информашш, пршг тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 525902, кл. G О1 Р. 33/О2, 1977.2. A fluxgate magitometer according to ru 1, characterized in that the signal winding and the excitation winding are executed on non-magnetic frames moving in the plane of the core relative to its geometric center. Sources of information that are taken into account during the examination 1. USSR Copyright Certificate No. 525902, cl. G O1 P. 33 / O2, 1977. С(/WITH(/ ФП OP Фиг. 2FIG. 2
SU772437551A 1977-01-07 1977-01-07 Ferroprobe magnetometer SU789927A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772437551A SU789927A1 (en) 1977-01-07 1977-01-07 Ferroprobe magnetometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772437551A SU789927A1 (en) 1977-01-07 1977-01-07 Ferroprobe magnetometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU789927A1 true SU789927A1 (en) 1980-12-23

Family

ID=20689645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772437551A SU789927A1 (en) 1977-01-07 1977-01-07 Ferroprobe magnetometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU789927A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809738C1 (en) * 2022-11-17 2023-12-15 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method of bifactor excitation of fluxgates and modulator device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809738C1 (en) * 2022-11-17 2023-12-15 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) Method of bifactor excitation of fluxgates and modulator device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU789927A1 (en) Ferroprobe magnetometer
CN109839610B (en) Helmholtz coil constant alternating current calibration system and method based on orthogonality principle
RU2737030C1 (en) Hysteresis loop meter for study of thin magnetic films
RU2817510C1 (en) Two-channel proportional-differential ferroprobe
SU883815A1 (en) Vibration magnetometer receiving device
SU792178A1 (en) Apparatus for receiving vertical magnetic component of electromagnetic field
Kennelly et al. A rectangular-component two-dimensional alternating-current potentiometer
SU68223A2 (en) Device for measuring magnetic and electrical quantities
SU1221623A1 (en) Gradientometric unit of gradiometer
SU123250A1 (en) Method of compensation of the initial or residual eds. signal in a magnet modulation sensor for measuring inhomogeneous magnetic fields
SU721782A1 (en) Differential sensor of magnetic field
Felch et al. Preliminary development of a magnettor current standard
Leehey et al. DC current transformer
SU760004A1 (en) Ferroprobe
SU945768A1 (en) Material electric conductivity change indicator
SU373670A1 (en) ; VSSHOYUZMAG! B; D1i | gSh &#34;TSHSH1YSh
SU94249A1 (en) Device for measuring instantaneous AC values
SU1137410A1 (en) Method of touch-free measuring cylinder-shaped conductive non-magnetic specimen conductivity
SU1315888A1 (en) Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials
SU1287061A1 (en) Induction magnetizing unit for ferroprobe flaw detector
SU968858A1 (en) Ferromagnetic shield
SU995032A1 (en) Modulator for magnetic modulation pickup
SU411400A1 (en)
SU492003A1 (en) Device and method for magnetization and demagnetization of elements of magnetic systems
SU1012164A1 (en) Ferromagnetic material magnetic permeability measuring device