SU822092A1

SU822092A1 - Устройство компенсации паразитныхМАгНиТНыХ пОлЕй B СТАНдАРТНыХ MEPAX

Info

Publication number: SU822092A1
Application number: SU792796212A
Authority: SU
Inventors: Михаил Васильевич Демьянович; Алексей Иванович Евреев; Леонид Леонидович Синий
Original assignee: Предприятие П/Я А-3904
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1981-04-15

Description

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для испольозования в электроизмерительной технике, например, при калибровке импульсных магнитометров.

Известно устройство для компенсации магнитных помех в определенном пространстве, содержащее кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой, магниточувствительный датчик с катушкой обратной связи, усилитель и преобразовательный блок, включенный на выходе магниточувствительного датчика; в рабочем, объеме колец Гельмгольца размещены согласующий фцльтр и дополнительный индукционной датчик, выход последнего через усилитель соединен с первым входом согласующего фильтра, второй вход которого через катушки обратной связи соединен с выходом преобразовательного блока, а выход согласующего фильтра соединен с компенсационной обмоткой колец Гельмголвда fl] .

Недостатком устройства является недостаточная степень компенсации помех.

Наиболее близким по технической сущности является устройство компенсации паразитных магнитных по2 лей, которое состоит из двух каналов, содержащих магниточувствительные элементы, один из которых размещен во внутреннем объеме основных, другой во внутреннем объеме дополнительных колец Гельмгольца, соединенные со входами усилителей, выходы которых подключены ко входам среднеквадратичных детекторов, выходы последних подключены ко входам цепи, содержащей последовательно соединенные блок деления, запоминающий блок, блок умножения , другим входом соединенный с выходом усилителя первого канала, 15 блок вычитания, соединенный с выходом усилителя второго канала, и регистрирующий прибор [2].

Устройство работает следующим образом.

в исходном положении основные кольца Гельмгольца отключены и на магниточувствительные элементы воздействуют только помехи, которые компенсируют, устанавливая ключ в соответствующее *5 положение до начала измерений.

Недостатком устройства является также недостаточная степень компенсации помех.

Цель изобретения -,повышение точ30 ности компенсации.

Цель достигается тем, что в устройство компенсации паразитных магнитных полей в стандартных мерах, содержащее чувствительный элемент магнитного поля, размещенный во внутреннем объеме колец Гельмгольца и подключенный к нему блок вычитания, (соединенный с регистрирующим прибором, введен регулирующий элемент, соединенный со вторым входом блока вычитания, и подключенный ко входу регулирующего элемента чувствительный элемент электрического поля, размещенный во внутреннем объеме колец Гельмгольца перпендикулярно плоскости эТих колец, при этом линия минимального приема излучения диаграммы направленности чувствительного элемента электрического поля совпадает с осью колец Гельмгольца.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из чувствительного элемента 1 магнитного поля, чувствительного элемента 2 электрического поля, размещенных в объеме колец 3 Гельмгольца, блока 4 вычитания, к одному входу которого подключен чувствительный элемент 1 магнитного поля, к другому - через регулирующий элемент 5 - чувствительный элемент 2 электрического поля, а к выходу подключен регистрирующий прибор 6.

Чувствительный элемент 2 электрического поля располагают таким образом, чтобы он не реагировал на 4“ . компоненту электрического поля колец 3 Гельмгольца, для чего последняя должна быть направлена вдоль линии минимального приема его диаграммы направленности. При условии выбора 'чувствительного элемента с хорошей чувствительностью и небольшими габаритами таким элементом может быть штыревая антенна. Штырь располагают перпендикулярно плоскости колец 3 Гельмгольца вблизи чувствительного элемента 1 магнитного поля.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда кольцу 3 Гельмгольца отключены, на чувствительные элементы 1 и 2 воздействуют поля от промышленных помех (гуэдводящих проводов сети переменного тока, электрических приборов и щт. ), которые практически лежат в пределах

Н_м=1-<оА/м й Ε_η=Ί0-50 45/Μ для магнитного и электрического поля, соответственно. Напряжения на выходе чувствительных элементов 1 и будут, соответственно где и К_а - коэффициенты преобразования этих элементов.

На выходе блока 4 вычитания появится сигнал 1)^ = 1)^-^-1^, где К₄ коэффициент передачи регулирующего элемента 5. Изменяя коэффициент передачи К₄ регулирующего элемента 5, добиваются минимального выходного сигнала z\U_h на выходе блока 4 вычитания, что отмечают с помощью регистрирующего прибора 6, например осциллографа, это означает,что помехи скомпенсированы.

Далее включают кольца 3 Гельмгольца, на чувствительный элемент 1 магнитного поля начинает воздействовать основное поле калибрующего сигнала (в основном импульсного) Н_с, а на чувствительный элемент 2 электрического поля воздействует Ч- компонента электрического поля, на которую он не реагирует из-за соответствующего расположения по отношению к направлению этого поля.

На блок 4 вычитания кроме предварительно компенсируемых помеховых сигналов поступает сигнал с чувствительного элемента 1 магнитного поля-С^К^ Н_с, на который накладывается остаточный суммарный сигнал помехи и на регистрирующий прибор 6 поступает сигнал .

Оценим степень компенсации помех в предложенном устройстве. __

Чувствительные элементы 1 и 2 соответственно магнитного и электрического полей сравнимы по геометрической величине, диаметр колец 3 ' Гельмгольца более, чем на порядок превышает их диаметр, в рабочем объеме колец они расположены рядом (расстояние между ними не более двух диаметров, что для стандартных чувствительных элементов составляет примерно 30 мм) и помеховые поля Н_и, Е_п, воздействующие.на них практически одинаковы, в то время как в известном устройстве расстояние между чувствительными элементами составляет примерно 3 м, т.е. на два порядка больше.

Отношение сигналов, преобразуемых чувствительными элементами 1 и 2 U₄и лежит в пределах 10 <^-<10 и для того, чтобы обработать разницу сигналов в четыре порядка необходим регулирующий элемент 5 с коэффициентом преобразования не менее четырех порядков. Подключение регулирующего элемента 5 к выходу чувствительного элемента 2 электрического поля обусловлено тем, чтобы коэффициент передачи от чувствительного элемента 1 магнитного поля не содержал переменной величины (коэффициент переда5

822093 чи регулирующего элемента 5), что приведет к дополнительной ошибке. (необходимость определения точной, величины этого коэффициента при калибровке), и к дополнительным трудностям при калибровании чувствитель- ного элемента 1 магнитного поля. ³

Claims

Цель достигаетс тем, что в устройство компенсации паразитных магнитных полей в стандартных мерах, с держащее чувствительный элемент маг нитного пол , размещенный во внутреннем объеме колец Гельмгольца и подключенный к нему блок вычитани , /соединенный с регистрирующим прибором , введен регулирующий элемент, с диненный со вторым входом блока вычитани , и подключенный ко входу ре гулирующего элемента чувствительный элемент электрического пол , размещенный во внутреннем объеме колец Гельмгольца перпендикул рно плоскос ти этих колец, при этом лини минимального приема излучени диаграммы направленности чувствительного элемента электрического пол совпадает с осью колец Гельмгольца. На чертеже изображена принципиал на схема устройства. Устройство состоит из чувствител ного элемента 1 магнитного пол , чу ствительного элемента 2 электрического пол , размещенных в объеме колец 3 Гельмгольца, блока 4 вычитани , к одному входу которого подклю чен чувствительный элемент 1 магнит ного пол , к другому - через регули рук дий элемент 5 - чувствительный элемент 2 эл,ектрического пол , а к В1ь1ходу подключен регистрирующий при бор 6. Чувствительный элемент 2 электри ческого пол располагают таким образом , чтобы он не реагировал на компоненту электрического пол колец 3 Гельмгольца, дл чего последн должна быть направлена вдоль линии минимального приема его диаграм1 ы направленности. При условии выбора чувствительного элемента с хорошей чувствительностью и небольшими габа ритами таким элементом может быть штырева антенна. Штырь располагают перпендикул рно плоскости колец 3 Гельмгольца вблизи чувствительного элемента1 магнитного пол . Устройство работает следующим об разом. В исходном состо нии, когда коль ц,а 3 Гельмгольца отключены, на чувствительные элементы 1 и 2 воздействуют пол от промышленных помех (г одвод щих проводов сети переменно го тока, электрических приборов и п. ), которые практически лежат в пределах Н 1- оЛ/1Л и Е„ -10-50 Э/М дл магнитного и электрического пол , соответственно. Напр жени на выходе чувствительных элементов 1 и будут, соответственно ,-«и. где К и Кд - коэффициенты преобразовани этих элементов. На выходе блока 4 вычитани пойвитс сигнал и , где К. коэффициент передачи регулирующего элемента 5. Измен коэффициент передачи К регулирующего элемента 5, добиваютс минимального выходного сигнала ди„ на выходе блока 4 вычитани , что отмечают с помощью регистрирующего прибора 6, например осциллографа , это означает что помехи скомпенсированы . Далее включают кольца 3 Гельмгольца , на чувствительный элемент 1 магнитного пол начинает воздействовать основное поле калибрующего сигнала (в основном импульсного) Н, а на чувствительный элемент 2 электрического пол воздействует компонента электрического пол , на которую он не -реагирует из-за соответствующего расположени по отношению к направлению этого пол . На блок 4 вычитани кроме предварительно компенсируемых помеховых сигналов поступает сигнал с чувствительного элемента 1 магнитного пол -и5 К ft, на который накладываетс остаточный суммарный сигнал помехи aU,, и на регистрирующий прибор б поступает сигнал . Оценим степень компенсации помех в предложенном устройстве. I .. Чувствительные элементы 1 и 2 соответственно магнитного и электрического полей сравнимы по геометрической величине, диаметр колец 3 Гельмгольца более, чем на пор док превышает их диаметр, в рабочем объеме колец они расположены р дом (рассто ние между ними не более двух диаметров, что дл стандартных чувствительных элементов составл ет примерно 30 мм) и помеховые пол Н, Е„, воздействующие . н,а них практически одинаковы, в то врем как в известном устройстве рассто ние между чувствительными элементами составл ет примерно 3 м, т.е. на два пор дка больше .-Отношение сигналов, преобразуемых чувствительными элементами 1 и 2 U и и лежит в пределах 10 Стг-Ю и дл того, чтобы обработать разницу сигналов в четыре пор дка необходим регулирующий элемент 5 с коэффициентом преобразовани не менее четырех пор дков. Подключение регулирующего элемента 5 к выходу чувствительного элемента 2 электрического пол обусловлено тем, чтобы коэффициент передачи от чувствительного элемента 1 магнитного пол не содержал переменной величины (коэффициент передачи регулирующего элемента 5), что приведет к дополнительной ошибке. (необходимость определени точной, величины этого коэффициента при ка либровке), и к дополнительным труд ност м при калибровании чувствител ного элемента 1 магнитного пол . Формула изобретени Устройство компенсации паразитных магнитных полей в стандартных pax, содержащее чувствительный эле мент магнитного пол , размещенный во внутреннем объеме колец Гельмгольца и подключенный к нему блок вычитани , соединенный с регистрирующим прибором, отличающ е с тем, что, с целью повышени точности компенсации, в него введен регулирующий элемент, соединенный со вторым входом блока вычитани , и подключенный,ко входу регулирующего элемента чувствительный элемент электрического пол , размещенный во внутреннем объеме колец Гёльмгольца перпендикул рно плоскости этих колец, при этом лини минимального приема излучени диаграммы направленности чувствительного элемента электрического пол .совпадает с осью колец Гёльмгольца. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 552574, кл. G 01 R 33/02, 1976.
2.Авторское свидетельство СССР 482699, кл. G 01 R 33/02, 1974.