SU789938A1 - Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для контроля углового положения объекта в околоземном пространстве.

Известны техкомпонентные феррозондовые магнитомеры, используемые для контроля углового положения и ориентации объекта в околоземном пространстве, содержащие'в каждом канале магнтометра феррозонд, избирательный усилитель, синхронный детектор, диодный знакоразделитепь [1 ].

Диодный знакоразделитель предназначен для обеспечения раздельной передачи информации о положительных и отрицательны^ значениях напряженности магнитного поля в каждом компоненте. В соответствии со спецификой работы системы телеметрии, эта информация должна поступать на ее вход в виде униполярного напряжения независимо от знака поля.

Знакоразделители в известном магнитометре содержат по два транзистора в диодном включении, соединенные последова20 тельно, к каждому из которых подключено нагрузочное сопротивление. При наличии измеряемого поля один из транзисторов Находится в открытом (проводящем состоянии), шунтируя подключенное к нему сопротивление нагрузки, , другой - в закрытом состоянии.

Поскольку очередность открытого и закрытого состояний транзисторов зависит от полярности выходного напряжения синхронного детектора, выходной сигнал канала магнитометра поступает либо при положительном знаке напряженности магнитного поля, либо при отрицательном знаке поля.

Однако в сипу несовершенства схемы диодного знакораздепитепя, вызванного нелинейной зависимостью сопротивления диодов, шунтирующих сопротивления нагрузки, от величины напряжения на выходе синхронного детектора, не обеспечивается полное запирание нерабочего выхода, что ведет к появлению ложного сигнала, кроме того, диод знакораздепитепя в цепи нера789938 точностем, идентич3 бочего выхода создает переменную нагрузку дпя цепи работающего выхода. При этом вносится существенная погрешность в выходную характеристику канала магни— тстиетра которая становится нелинейной, особенно при малых сигналах.

Нель изобретения - повышение ти измерения.

Поставленная цепь достигается что в устройство, содержащее три пых канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ферроэощ? левого датчика, избирательного усидителя и синхронного детектора, а также систему телеметрии и многоканальный регистриру- ,5 кхпий прибор, в каждый канал магнитометра введен резисторный мостовой блок и источник постоянного напряжения,, одна из диагоналей мостового блока подключена к

Величина напряжения смещения, измеряе—. мого магнитомером в этих точках, устанавливается равной половине выходного напряжения синхронного детектора 3, полу5 чаемого при измерении максимального значения магнитного поля. Общая точка мостового блока и выходные клеммы синхронного детектора 3, образующие выходы двух каналов информации, подключены к двум входам системы телеметрии 6, причем канал информации, в котором создается максимальное положительное напряжение при положительном направлении магнитного поля, считается основным (прямым), на другом канале в этот момент создается нулевое напряжение сигнала и он является 'зеркальным каналом'.

Дпя исключения из показаний магнитометра напряжения смещения, выходы систевыходу синхронного детектора, а вторая диагональ подключена к источнику постоянного напряжения, причем общая шина мостового блока и выходы синхронного детек20. мы телеметрии прямого и зеркального кннапов соединены дифференциально через один из входов регистрирующего прибора

7.

тора, подключены к двум входам системы телеметрии, а ее выходы соединены дифференциально, через один из входов регистрирующего прибора.

На чертеже представлена структурная схема трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

Трехкомпонентный магнитометр содержит в каждом канале феррозондовый дат чик 1, избирательный усилитель 2, синхронный детектор 3, резисторный мостовой блок 4, источник постоянного на пряж ения 5, систему телеметрии 6, многоканаль ный регистрирующий прибор 7.

Устройство работает следующим обраИспользование схемы разделения информации на два канала прямой и зеркальный на входе системы телеметрии за счет введения симметричного напряжения смещения, осуществляемого резисторной мостовой схемой и дифференциального включения этих каналов через общий регистратор на выходе системы телеметрии выгодно отличает предлагаемое устройство от известного и позволяет получить неискаженную информацию на выходе магнитометра при нелинейности его выходной характеристики во всем динамическом диапазоне измерения магнитных полей.

зом.

Измеряемая напряженность магнитного поля, преобразованная феррозондовым датчиком 1 в электрический сигнал переменного тока второй гармоники частоты возбуждения, усиливается избирательным усилителем 2 и преобразуется синхронным детектором 3 в напряжение постоянного тока, полярность которого определяется направлением измеряемого поля.

С выхода синхронного детектора сигнал поступает на одну из диагоналей резисторного мостового блока 4, в другую диагональ подключен источник постоянного напряжения 5, который создает постоянное смещение полезного сигнала, обеспечивая в точках подключения синхронного детектора 3, униполярное (положительное) напряжение, необходимое для работы системы телеметрии, независимо от полярности измеряемой напряженности магнитного поля.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к электрсжз ©ритепьнс ) технике и предназначено дп  контроп  углового положени  объекта в околоземном пространстве. Известны техкомпонентные феррозондо- вые магнитомеры, используемые дл  контрол  углового положени  и ориентации объекта в околоземном пространстве, содержащиев каждом канале магнтометра феррозонд, избирательный усилитель, синхронный детектор, диодный знакораздалитель l . Диодный знакоразделитепь предназначе дл  обеспечени  раздельной передачи информации о положительных и отрицательны значени х напр женности магнитного пол  в каждом компоненте. В соответствии со спецификой работы системы телеметрии, эта информаци  должна поступать на ее вход в виде унипол рного напр жени  независимо от знака пол . Знакоразделители в известном магнито метре содержат по два транзистора в диодном включении, соединенные последовательно , к каждому из которых подключено нагрузочное сопротивление. При наличии измер емого пол  один из транзисторов Находитс  в открытом (провод щем состо нии ), шунтиру  подключенное к нему сопротивление нагрузки,, другой -в закрытом состо нии. Поскольку очередность открытого и закрытого состо ний транзисторов зависит от пол рности выходного напр жени  синхронного детектора, выходной сигнал канала магнитометра поступает либо при положительноч знаке напр женности магнитного пол , либо при отрицательном знаке пол . Однако в силу несовершенства схемы диодного знакораздепител , вызванного нелинейной зависимостью .сопротивлени  диодов, шунтирующих сопротивлени  нагрузки , от величины напр жени  на выходе синхронного детектора, не обеспечиваетс  полное запирание нерабочего выхода, что ведет к по влению ложного сигнала, кроме того, диод знакораздепител  в цепи нера37 бочего выхода создает переменную нагруэ ку дл  цепи работающего выхода. При этом вноситс  существенна  погрешность в выходную характеристику канала магнитометра котора  становитс  нетшнейной, особенно при малых сигналах. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем. что в устройство, содержащее три вдентич ных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных феррозонт дсжого.датчика, избирательногоусилител  и синхронного детектора, а также систему телеметрии и многоканальный регистрирующий прибор, в каждый канал магнитометра введен резисторный мостовой блок и источник посто нного напр жени ,, одна из диагоналей мостового блока подключена к выходу синхронного детектора, а втора  диагональ подключена к источнику посто н ного напр жени , причем обща  шина мостового блока и выходы синхронного детектора , подключены к двум входам системы телеметрии, а ее выходы соединены дифференииально , через один из входов регист рирующего прибора. На чертеже представлена структурна  схема трехкомпонентного феррозондового магнитометра. Трехкомпонентный магнитометр содер жит в каждом канале феррозондовый датчик 1, избирательный усилитель 2, синхронный детектор 3, резисторный мостовой блок 4, источник посто нного напр же ни  5, систему телеметрии 6, многоканаль ный регистрирующий прибор 7. Устройство работает следующим образом . Измер а 1а  напр женность магнитного пол , преобразованна  феррозондовым дат чиксм 1 в электрический сигнал переменного тока второй гармоники частоты возбуждени , усиливаетс  избирательным усил телем 2 и преобразуетс  синхронным детектором 3 в напр5гжение посто нного тока , пол рность которого определ етс  направлением измер емого пол . Свыхода cifflxpOHHoro детектора сигнал поступает на одну из диагоналей резистор ного мостового блока 4, в другую диагональ подключен источник посто нного напр жени  5, который создает посто нное смещение полезного сигнала, обеспечива  в точках подключени  синхронного детекто ра 3, унипол рнЬе (положительное) напр .жение, необходимое дл  работы системы телеметрии, независимо от пол рности измер емой напр женности магнитного пол . 384 Величина напр жени  смещени , измер в-, мого магнитомером в этих точках, устанавпиваетс  равной половине выходного напр жени  синхронного детектора 3, получаемого при измерен1т максимального значени  магнитного пол . Обща  точка мостового блока и выходные кпеммы синхронного детектора 3, образующие выходы двух каналов информации, подключены к двум кодам системы телеметрии 6, причем канал информации, в котором создаетс  максимальное положительное напр жение при положительном направлении магнитного ПОЛ51, считаетс  оснсжным (пр мым), на другом канале в этот момент создаетс  нулевое напр жение сигнала и он  вл етс  зеркальным каналом. Дл  исключени  из показаний магнитометра напр жени  смещени , выходы системы телеметрии пр мого и зеркального каналов соединены дифференциально через один из входов регистрирующего прибора 7. Использование схемы разделени  информации на два канала пр мой и зеркальный на входе системы телеметри  за счет введени  симметричного напр жени  смещени , осуществл емого резисторной мое- тсвой схемой и дифференциального включени  этих каналов через общий регистратор на выходе системы телеметрии выгодно отличает предлагаемое устройство от известного и позвол ет получить неискаженную информацию на выходе магнитометра при нелинейности его выходной характеристики во всем динамическом диапазоне измерени  магнитных полей. Формула изобретени  Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр , содержащий три идентичных канапа , каждый из которых состоит из последовательно соединенных феррозондового датчика, избирательного усилител  и синхронного детектора, а также систему т&леметриигИ многоканальный регистрирую-, щий прибор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в каждый канал магнитометра введен резисторный мостовой блок, и источник посто нного напр жени , одна из диагоналей мостового блока подключена к выходу синхронного детектора, а втора  диагональ подключена к источнику посто нного напр жени , причем обща  шина мостового блока и выходы синхронного детектора под57899386

   кпючены к двум входам системы телемет-Источники информации,

   рии, а ее выходы соединены дифферениналь- прин тые во внимание при экспертизе но через один из входов регистрирующего1. Геофизическа  аппаратура . Л.,

   прибора.Недра, 1968, № 36, с. 34.