SU866511A1 - Device for measuring magnetic field parameters - Google Patents
Device for measuring magnetic field parameters Download PDFInfo
- Publication number
- SU866511A1 SU866511A1 SU792850725A SU2850725A SU866511A1 SU 866511 A1 SU866511 A1 SU 866511A1 SU 792850725 A SU792850725 A SU 792850725A SU 2850725 A SU2850725 A SU 2850725A SU 866511 A1 SU866511 A1 SU 866511A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- synchronous detector
- voltage
- emf
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров магнитного поля (составляющих вектора магнитной индукции, пространственных производных вектора магнитной индукции и т.д.), на- 5 пример в геофизике для проведения магниторазведрчных работ, в медицине для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, в промышленности для автоматизации производственных процессов и т.д. 10 The invention relates to measuring technique and can be used to measure magnetic field parameters (components of the magnetic induction vector, spatial derivatives of the magnetic induction vector, etc.), for example, 5 in geophysics for magnetic exploration, in medicine for the diagnosis of cardiovascular diseases in industry for the automation of production processes, etc. 10
Известно устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее ферромодуляционный преобразователь, удвоитель частоты, источник переменного тока, выходы которого подключены к пер— 15 вому входу ферромодуляционного преобразователя и ко входу удвоителя частоты/ генератор переменного ЭДС, фазовращатель , вход которого подключен к выходу генератора переменной ЭДС, усилитель, основной синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилителя, а второй вход — к выходу фазовращате— ля, дополнительный синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу ферромодуляционного преобразователя, а второй вход — к выходу удвоителя частоты, модулятор, первый вход которого подключен к выходу дополнительного синхронного детектора, а второй вход — к выходу генератора переменной ЭДС. Кроме того, известное устройство содержит регистрирующий прибор, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора и элемент отрицательной обратной связи, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора, а выход ко второму входу первого модуляционного преобразователя.A device is known for measuring magnetic field parameters, comprising a ferromodulation converter, a frequency doubler, an alternating current source whose outputs are connected to the first 15 input of the ferromodulating converter and to an input of the frequency doubler / alternating EMF generator, a phase shifter whose input is connected to the output of a variable EMF generator , amplifier, main synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the amplifier, and the second input - to the output of the phase shifter, an additional synchronous detector op having a first input connected to the output ferromodulyatsionnogo transducer and the second input - to the output of the frequency doubler, a modulator, a first input of which is connected to the output of an additional synchronous detector, and the second input - to the output of the generator emf variable. In addition, the known device includes a recording device, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector and a negative feedback element, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector, and the output to the second input of the first modulation converter.
В известном устройстве выход ферромодуляционного преобразователя подключен к фильтру (дополнительному синхронному детектору), который пропускает синфазную составляющую ЭДС второй гармоники и не пропускает как нечетные гармоники, так и квадратурную составляющую ЭДС второй гармоники. Выходной сигнал с дополнительного синхронного детектора преобразуется модулятором в переменный, усиливается, детектируется и подается на регистрирующий прибор. Следовательно, в выходном сигнале известное устройство исключает погрешность, обусловленную влиянием нечетных гармоник и квадратурной составляющей ЭДС второй гармоники L13.In the known device, the output of the ferromodulation converter is connected to a filter (additional synchronous detector), which passes the in-phase component of the second harmonic EMF and does not pass both the odd harmonics and the quadrature component of the second harmonic EMF. The output signal from an additional synchronous detector is converted by a modulator into an alternating one, amplified, detected and fed to a recording device. Therefore, in the output signal, the known device eliminates the error due to the influence of odd harmonics and the quadrature component of the second-harmonic EMF L13.
Недостатком известного устройства является низкая точность измерения параметров магнитного поля из-за дрейфа нуля дополнительного синхронного детектора. Дрейф нуля дополнительного синхронного Детектора в виде медленно изменяющегося 4 напряжения преобразуется модулятором в переменное напряжение, которое затем детектируется и поступает на регистрирую— , щий прибор. Таким образом, дрейф нуля дополнительного синхронного детектора ре— гистритуется как полезный сигнал в магнитном поле. Следовательно, дрейф нуля ограничивает порог чувствительности известного устройства и тем самым снижает точность измерения параметров магнитного поля.A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring magnetic field parameters due to zero drift of an additional synchronous detector. The zero drift of the additional synchronous Detector in the form of a slowly varying 4 voltage is converted by the modulator into an alternating voltage, which is then detected and fed to a recording device. Thus, the zero drift of the additional synchronous detector is recorded as a useful signal in a magnetic field. Therefore, zero drift limits the sensitivity threshold of the known device and thereby reduces the accuracy of the measurement of magnetic field parameters.
II
Цель изобретения - повышение точности измерения параметров магнитного поля.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring magnetic field parameters.
Эта цель достигается тем, что устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее ферромодуляционный преобразователь, удвоитель частоты, источник переменного тока, выходы которого подключены к первому входу ферромодуляционного преобразователя и ко входу удвоителя частоты, генератор переменной ЭДС, усилитель, основной синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилителя, дополнительный синхронный детектор, первый выход которого подключен к выходу ферромодуляционного преобразователя, элемент отрицательной обратной связи, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора, а выход - ко второму входу ферромодуляционного преобразователя, и регистрирующий прибор, вхоД которого подключен к выходу основного синхронного детектора, снабжено коммутатором, два первых входа которого подключены к двум выходам удвоителя частоты, а третий вход — к первому выходу генератора переменной ЭДС. При этом два выхода коммутатора подключены ко второму и третьему выходам дополнительного синхронного детектора, выход которого подключен ко входу усилителя, а второй вход основного синхронно го детектора подключен ко второму выходу генератора переменной ЭДС.This goal is achieved by the fact that the device for measuring magnetic field parameters, containing a ferromodulation converter, a frequency doubler, an alternating current source, the outputs of which are connected to the first input of the ferromodulation converter and to the frequency doubler input, a variable emf generator, amplifier, main synchronous detector, the first input which is connected to the output of the amplifier, an additional synchronous detector, the first output of which is connected to the output of the ferromodulation converter, the negative element feedback, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector, and the output to the second input of the ferromodulation converter, and the recording device, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector, is equipped with a switch, the first two inputs of which are connected to two outputs of the frequency doubler, and the third input is to the first output of the variable emf generator. In this case, two outputs of the switch are connected to the second and third outputs of the additional synchronous detector, the output of which is connected to the amplifier input, and the second input of the main synchronous detector is connected to the second output of the variable emf generator.
Такое включение коммутатора с удвоителем частоты с генератором переменной ЭДС и дополнительным синхронным детектором ослабляет влияние дрейфа нуля дополнительного синхронного детектора на результат измерения параметров магнитного поля более чем на порядок, что обеспе-т чивает уменьшение порога чувствительности предлагаемого устройства, а следовательно, и повышение точности измерений.Such inclusion of a switch with a frequency doubler with a variable emf generator and an additional synchronous detector reduces the effect of zero drift of the additional synchronous detector on the result of measuring the magnetic field parameters by more than an order of magnitude, which ensures a decrease in the sensitivity threshold of the proposed device and, consequently, an increase in measurement accuracy .
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюры напряжений с удвоителя частоты, с генератора переменной ЭДС, с коммутатора и с выхода дополнительного синхронного детектора.In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 voltage plots from a frequency doubler, from a variable emf generator, from a switch and from the output of an additional synchronous detector.
Устройство (фиг. 1) содержит ферромодуляционный преобразователь 1, удвоитель 2 частоты, источник 3 переменного тока, выходы которого подключены к первому входу ферромодуляционного преобразователя 1 и ко входу удвоителя 2 частоты, генератор 4 переменной ЭДС, усилитель 5, основной синхронный детектор 6, первый вход которого подключен к выходу усилителя 5, а второй вход - к выходу генератора 4 переменной ЭДС, дополни тельный синхронный детектор 7. первый вход которого подключен к выходу ферромодуляционного преобразователя 1, коммутатор 8, два первых входа которого подключены к двум выходам удвоителя 2 'частоты, а третий вход - к выходу генератора 4 переменной ЭДС, элемент 9 отрицательной обратной связи, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора 6, а выход - ко второму входу ферромодуляционного преобразователя 1, и регистрирующий прибор 10; вход которого подключен к выходу детектора 6. При этом два выхода коммутатора 8 подключены ко второму и третьему выходам детектора 7, выход которого подключен ко входу усилителя 5.The device (Fig. 1) contains a ferromodulation converter 1, a frequency doubler 2, an AC source 3, the outputs of which are connected to the first input of the ferromodulation converter 1 and to the input of a frequency doubler 2, a variable emf generator 4, an amplifier 5, a main synchronous detector 6, the first the input of which is connected to the output of amplifier 5, and the second input to the output of generator 4 of variable EMF, an additional synchronous detector 7. The first input of which is connected to the output of ferromodulation converter 1, switch 8, the first two the input of which is connected to two outputs of the frequency doubler 2 ', and the third input is to the output of the EMF variable generator 4, the negative feedback element 9, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector 6, and the output to the second input of the ferromodulation converter 1, and recording device 10; the input of which is connected to the output of the detector 6. In this case, two outputs of the switch 8 are connected to the second and third outputs of the detector 7, the output of which is connected to the input of the amplifier 5.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При перемагничивании ферромодулицонного преобразователя 1, возбуждающим сигналом воспроизводимым источником 3 переменного тока и при наличии магнитного поля, в выходной ЭДС упомянутого преобразователя 1 возникают кратные нечетные и четные гармонические составляющие. В ферромодуляционном преобразователе 1 в качестве полезного сигнала, пропорционального измеряемым параметрам . 866511 магнитного поля, используется вторая гармоника. Однако в выходном сигнале фер— ромодуляционного преобразователя 1 содержится не только синфазная, но и квад ратурная составляющая ЭДС второй гар- 5 моники. Выхой ферромодуляционного пре—, образователя 1 подключен к первому входу дополнительного синхронного детектора 7. Второй и третий входы дополнительного синхронного детектора 7 подклю- ю чены к коммутатору 8. Дополнительный детектор 7 настроен на синфазную составляющую ЭДС второй гармоники выходного сигнала ферромодуляционного преобразователя 1, поэтому сигнал с выхода упомя- is нутого детектора 7 пропорционален синфазной ЭДС второй гармоники. Информация об измеряемом магнитном поле снимается с выхода дополнительного синхронного детектора 7 в виде переменного напряже- 20 ния, частота которого равна частоте генератора 4 переменной ЭДС. Для получения такого напряжения с выхода детектора 7, первые два входа коммутатора 8 подключены через удвоитель 2 частоты к источ- 2$ нику 3 переменного тока, а третий вход этого коммутатора 8 - к первому выходу генератора 4 переменной ЭДС. Частота напряжения в удвоителе 2 частоты удваивается. Импульсные напряжения и 30 Uq с удвоителя 2 частоты (фиг. 2) подаются на первый и второй входы коммутатора 8 (фиг. 1). При этом импульсы напряжения 0^ (фиг. 2) задержаны относительно импульсов напряжения (А, на полпериода. Кроме того, на третий вход 35 коммутатора 8 (фиг. 1) поступают импульсы напряжения коммутации 6¾ (фиг. 2) с генератора 4 (фиг. 1), частота которых более чем на порядок меньше частоты то40 ка и напряжения, создаваемых источником 3 переменного тока. Импульсами напряжения Уд (фиг. 2) осуществляется управление коммутации дополнительного синхронного детектора 7 (фиг. 1). Так например, при положительной полярности 45 напряжения 1)¾ (фиг. 2) с обоих выходов коммутатора 8 (фиг. 1). поступают на второй и третий выходы дополнительного синхронного детектора 7 импульсы напряжения коммутации и (Jg (фиг. 2), сов- 50 падающие по времени и полярности соотвественно с импульсами напряжений 1Ц и При отрицательной полярности напряжения 9¾ с обоих выходов коммутатора 8 (фиг. 1) поступают на второй и третий 55 входы детекторы 7 импульсы напряжений 9д и Ug- (фиг. 2), сдвинутые во фазе на 180° по отношению к этим же им пульсам, когда напряжение было положительной полярности. При такой коммутации детекторы 7 (фиг. 1) и при отсутствии измеряемого магнитного поля на выходе этого детектора 7 будет напряжение Ι/д (фиг. 2) равное значению дрейфов нуля упомянутого детектора 7 (фиг. 1}.При, наличии измеряемого магнитного поля напряжение, пропорциональное этому измеряемому полю, на выходе детектора 7 меняет полярность при смене фаз напряжений, поступающих' на этот детектор 7 с коммутатора 8, в то время как полярность напряжения дрейфа нуля детектора 7 не зависит от смены фаз напряжений, поступающих с коммутатора 8. Например, при положительной полярности напряжения (фиг. 2) на выходе детектора 7 (фиг. 1) будет сигнал равный (9д+и^ ) (фиг. 2), а при отрицательной полярности напряжения иг- ((Зд- 0^ ), где - напряжение пропорциональное измеряемому магнитному полю. Таким образом, с выхода детектора 7 (фиг. 1) поступает на вход усилителя 5 переменный сигнал с частотой равной частоте переменного напряжения генератора 4 переменной ЭДС и с амплитудой, пропорциональной только измеряемому магнитному полю.When the magnetization reversal ferromodulin converter 1, the exciting signal reproduced by the source 3 of the alternating current and in the presence of a magnetic field, multiple odd and even harmonic components appear in the output EMF of said converter 1. In ferromodulation transducer 1 as a useful signal proportional to the measured parameters. 866511 magnetic field, the second harmonic is used. However, in the output signal enzyme romodulyatsionnogo transducer 1 contained not only in-phase, but quad-temperature component of the second harmonic EMF 5 Monica. The output of the ferromodulation pre-, of the educator 1 is connected to the first input of the additional synchronous detector 7. The second and third inputs of the additional synchronous detector 7 are connected to the switch 8. The additional detector 7 is configured for the in-phase component of the second-harmonic EMF of the output signal of the ferromodulation converter 1, therefore, the signal from the output of the aforementioned detector 7 is proportional to the second-harmonic common-mode emf. Information about the measured magnetic field is removed from the output of an additional synchronous detector 7 as a voltage variable 2 0, the frequencies equal to the frequency of the variable oscillator 4 EMF. To obtain such voltage from the output of detector 7, the first two inputs of switch 8 are connected through a frequency doubler 2 to an AC source 2 , and the third input of this switch 8 is connected to the first output of a variable emf generator 4. The voltage frequency in the frequency doubler 2 doubles. The pulse voltage and 30 Uq from the frequency doubler 2 (Fig. 2) are supplied to the first and second inputs of the switch 8 (Fig. 1). In this case, the voltage pulses 0 ^ (Fig. 2) are delayed relative to the voltage pulses (A, for a half period. In addition, switching pulses 6¾ (Fig. 2) from the generator 4 (Fig. 2) are supplied to the third input 35 of the switch 8 (Fig. 1) .1), the frequency of which is more than an order of magnitude lower than the frequency of the current and voltage generated by the AC source 3. The voltage pulses Ud (Fig. 2) control the switching of an additional synchronous detector 7 (Fig. 1). For example, with positive polarity 45 voltage 1) ¾ (Fig. 2) from both outputs torus 8 (Fig. 1). arrive at the second and third outputs additional synchronous detector 7 and the switching voltage pulses (Jg (FIG. 2), 50 sov- falling time and polarity 1C respectively with the voltage pulse and the negative polarity voltage at both 9¾ switch outputs 8 (FIG. 1 ) voltage pulses 9d and Ug- (Fig. 2), shifted in phase by 180 ° with respect to the same pulses when the voltage was of positive polarity, are fed to the second and third 55 inputs of the detectors 7. With this switching, the detectors 7 (Fig. 1) and in the absence of measured magnesium At the output of this detector 7 there will be a voltage Ι / d (Fig. 2) equal to the zero drifts of the mentioned detector 7 (Fig. 1}. If there is a measured magnetic field, the voltage proportional to this measured field at the output of detector 7 changes polarity at the phase change of the voltages supplied to this detector 7 from the switch 8, while the polarity of the zero drift voltage of the detector 7 does not depend on the phase shift of the voltages coming from the switch 8. For example, with a positive voltage polarity (Fig. 2) at the output of detector 7 (Fig. 1) there will be a signal equal to (9d + u ^) (Fig. 2), and with negative voltage polarity and r - ((Zd - 0 ^), where is the voltage proportional to the measured magnetic field. Thus, the output of the detector 7 (Fig. 1) receives an alternating signal at the input of the amplifier 5 with a frequency equal to the frequency of the alternating voltage of the variable emf generator 4 and with an amplitude proportional only to the measured magnetic field.
Усилитель 5 (фиг. 1) осуществляет усиление переменного напряжения, частота которого много больше частоты напряжения дрейфа нуля, т.е. усилитель 5 является фильтром верхних частот, поэтому на выходе усилителя 5 будет сигнал, пропорциональный .только измеряемому магнитному полю.The amplifier 5 (Fig. 1) amplifies an alternating voltage, the frequency of which is much higher than the frequency of the zero drift voltage, i.e. amplifier 5 is a high-pass filter, therefore, at the output of amplifier 5 there will be a signal proportional to the measured magnetic field only.
С выхода усилителя 5 сигнал, пропорциональный измеряемому магнитному полю, поступает на первый вход основного синхронного детектора 6, на второй вход которого подано напряжение со второго выхода генератора 4 переменной ЭДС. Основной синхронный детектор 6 преобразует переменный сигнал, поступающий на его первый вход, в постоянный, пропорциональный амплитуде и фазе упомянутого сигнала. Сигнал с синхронного детектора 6 снимается регистрирующим прибором 10 и поступает через элемент 9 отрицательной обратной связи на второй вход ферромодуляционного преобразователя 1 для обеспечения необходимой отрицательной обратной связи по измеряемому магнитному полю.From the output of the amplifier 5, a signal proportional to the measured magnetic field is fed to the first input of the main synchronous detector 6, the second input of which is supplied with voltage from the second output of the variable emf generator 4. The main synchronous detector 6 converts the alternating signal supplied to its first input into a constant signal proportional to the amplitude and phase of the signal. The signal from the synchronous detector 6 is removed by the recording device 10 and enters through the negative feedback element 9 to the second input of the ferromodulation converter 1 to provide the necessary negative feedback on the measured magnetic field.
Повышение точности измерения параметров магнитного поля предлагаемым устройством по сравнению с известным достигнуто благодаря ослаблению влияния напряжения дрейфа нуля дополнительного синхронного детектора 7 на результаты измерений более чем на порядок.Improving the accuracy of measuring the magnetic field parameters of the proposed device in comparison with the known is achieved due to the weakening of the influence of the zero drift voltage of the additional synchronous detector 7 on the measurement results by more than an order of magnitude.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792850725A SU866511A1 (en) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Device for measuring magnetic field parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792850725A SU866511A1 (en) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Device for measuring magnetic field parameters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU866511A1 true SU866511A1 (en) | 1981-09-23 |
Family
ID=20864057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792850725A SU866511A1 (en) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | Device for measuring magnetic field parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU866511A1 (en) |
-
1979
- 1979-12-11 SU SU792850725A patent/SU866511A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4716773A (en) | Stress detector | |
SU866511A1 (en) | Device for measuring magnetic field parameters | |
US3943765A (en) | Electromagnetic flow meter | |
SU901951A1 (en) | Device for measuring magnetic field parameters | |
SU1359762A2 (en) | Hysteresigraph | |
US3771057A (en) | Method and apparatus for measuring impedance in the presence of unwanted signals | |
RU2040002C1 (en) | Method for determining phase difference of two signals | |
SU571872A1 (en) | Phase-responsive device | |
RU2026566C1 (en) | Magnetic characteristic measuring device | |
SU1310708A1 (en) | Device for measuring components of applied voltage of eddy-current transducer | |
JPH0619468B2 (en) | Metal detector | |
SU737894A1 (en) | Magnetic field parameters measuring device | |
SU752197A1 (en) | Transformation coefficient meter | |
SU1122906A1 (en) | Device for measuring weak residual magnetization of specimens | |
SU444142A1 (en) | Device for measuring complex magnetic permeability | |
SU676868A1 (en) | Gyroinstrument testing device | |
SU855569A1 (en) | Method of determining dynamic curves of ferromagnetic material reversal of magnetization | |
SU1379717A1 (en) | Device for eddy current inspection | |
SU935809A1 (en) | Device for measuring amplitude frequency characteristics | |
SU411367A1 (en) | ||
SU1017910A1 (en) | Strian-gauge device | |
SU1002547A1 (en) | Converter of inclination meter azimuth | |
SU873170A1 (en) | Magnetometer | |
SU1705785A1 (en) | Method of measuring magnetic field strength vector component | |
SU611160A1 (en) | Meter of group time delay of four-pole networks |