SU866511A1 - Device for measuring magnetic field parameters - Google Patents

Device for measuring magnetic field parameters Download PDF

Info

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
Application number
SU792850725A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Бобков
Борис Михайлович Смирнов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1742
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 А-1742 filed Critical Предприятие П/Я А-1742
Priority to SU792850725A priority Critical patent/SU866511A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU866511A1 publication Critical patent/SU866511A1/en

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)

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛиГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров магнитного по л  (составл ющих вектора магнитной индукции , пространственных производных вектора магнитной индукции и т.д.), например в геофизике дл  проведени  маг- ниторазведочных работ, в медицине дл  диагностики сердечно-сосудистых заболеваний , в промышленности дл  автоматизации производственных процессов и т.д Известно устройство дл  измерени  па раметров магнитного пол , содержащее ферромодул ционный преобразователь, удвоитель частоты, источник переменного тока, выходы которюго подключены к первому входу ферромодул ционного преобразовател  и ко входу удвоител  частоты,. генератор переменного ЭДС, фазовращатель , вход которого подключен к выходу генератора переменной ЭДС, усилитель, основной синхронный детектор, первый вхо которого подключен к выходу усилител , а второй вход - к выходу фазовращате- ЛЯ, дополнительный синхронный детектор, первый вход которого подключен к Bi-.ixoду ферромодул ционного преобразовател , а второй вход - к выходу удвоител  частоты , модул тор, первый вход которого подклзочен 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 св зи , вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора, а выход - ко второму входу первого модул ционного преобразовател . В известном устройстве выход ферро- модул ционного преобразовател  подключен к фильтру (дополнительному синхронному детектору), который пропускает синфазную составл ющую ЭДС второй гармоники и не пропускает как нечетные гармоники , так и квадратурную составл ющую ЭДС второй гармоники. Выходной сигнал с дополнительного синхронного детектора преобразуетс  модул тором в переменный, усиливаетс , детектируетс  и подаетс  на регистрирующий прибор. Следовательно, Б выходном сигнале известное устройство исключает погрешность, обусловленную вли  нием нечетных гармоник и квадратурной состевл ющей ЭДС второй гармоники Lll. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  параметров магнитного пол  из-оа дрейфа нул  дополнительного синхронного детектора. Дрейф нул  дополнительного синхронного Детектора в виде медленно измен ющегос  напр жени  преобразуетс  модул тором в переменное напр жение, которое затем де тектируетс  и поступает на регистрирую , щий прибор. Таким образом, дрейф нул  дополнительного синхронного детектора ре гистритуетс  как полезный сигнал в магнитном поле. Следовательно, дрейф нул  ограничивает порог чувствительности известного устройства и тем самым снижает точность измерени  параметров маг- нитного пол . Цель изобретени  - повышение точности измерени  параметров магнитного пол  Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , содержащее ферромодул цнонный преобразователь, удвоитель частоты, источник переменного тока, выходы которого подключены к первому входу ферромодул ционного преобразовател  и ко входу удвоител  частоты, генератор переменной ЭДС, усилитель, основной синхронный детектор , первый вход которого подключен к выходу усилител , дополнительный сиихронный детектор, первый выход которого подключен к выходу ферромодул ционного преобразовател , элемент отрицательной обратной св зи, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора , а выход - ко второму входу ферромодул ционного преобразовател , и регистри рующий прибор, вхой которого подключен к выходу основного синхронного детектора , снабжено коммутатором, два первых входа которого подключены к двум выходам удвоител  частоты, а третий вход - к перBOKfy выходу генератора переменной ЭДС. При этом два выхода комментатора подклю чены ко второму и третьему выходам дополнительного синхронного детектора, выход которого подключен ко входу усилител , а второй вход основного синхронного детектора подключен ко второму выходу генератора переменной ЭДС. Такое включение коммутатора с удвоителем частоты с генератором переменной ЭДС и дополнительным синхронным детектором ослабл ет вли ние дрейфа нул  дополнительного синхронного детектора на результат измерени  параметров магнитного пол  более чем на пор док, что обеспе-т чивает уменьшение порога чувствительности предлагаемого устройства, а следовательно , и повышение точности измерений . На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюры напр жений с удвоител  частоты, с генератора переменной ЭДС, с коммутатора и с выхода дополнительного синхронного детектора. Устройство (фиг. 1) содержит ферро- модул ционный преобразователь 1, удвоитель 2 частоты, источник 3 переменного тока, выходы которого подключены к первому входу ферромодул ционного преобразовател  1 и ко входу удвоител  2 частоты , генератор 4 переменной ЭДС, усилитель 5, основной синхронный детектор 6, первый вход которого подключен к выходу усилител  5, а второй вход - к выходу генератора 4 переменной ЭДС, дополни тельный синхронный детектор 7, первый вход которого подключен к выходу ферромодул ционного преобразовател  1, коммутатор 8, два первых входа которого подключены к двум выходам удвоител  2 частоты, а третий вход - к выходу генератора 4 переменной ЭДС, элемент 9 отрицательной обратной св зи, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора 6, а выход - ко второму входу ферромодул ционного преобразовател  1, и регистрирующий прибор Ю; 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 усилител  5. Устройство работает следующим образом . При перемагничивании ферромодулицонного преобразовател  1, возбуждающим сигналом воспроизводимым источником 3 переменного тока и при наличии магнитного пол , в выходной ЭДС упом нутого преобразовател  1 возникают кратные нечетные и четные гармонические составл ющие . В ферромодул ционном преобразователе 1 в качестве полезно1 о сигнала, пропорционального измер емым параметрам магнитного пол , используетс  втора  гар моника. Однако в выходном сигнале ферромодул цконного преобразовател  1 содержитс  не только синфазна , но и квад- ратурна  составл юща  ЭДС второй гарМОНИКИ . BbixoH ферромодул ционного пре-. образовател  1 подключен к первому входу дополнительного синхронного детектора 7. Второй и третий входы дополнительного синхронного детектора 7 подключены к коммутатору 8. Дополнительный детектор 7 настроен на синфазную составл ющую ЭДС второй гармоники выходного сигнала ферромодул ционного преобразовател  1, поэтому сигнал с выхода упом  нутого детектора 7 пропорционален синфаз ной ЭДС второй гармоники. Информаци  об измер емом магнитном поле снимаетс  с выхода дополнительного синхронного детектора 7 в виде переменного напр жеНИН , частота которого равна частоте генератора 4 переменной ЭДС. Дл  попуче к  такого напр жени  с выхода детектора 7, первые два входа коммутатора 8 подключены через удвоитель 2 частоты к источнику 3 переменного тока, а третий вход этого коммутатора 8 - к первому выходу генератора 4 переменной ЭДС. Частота напр жени  в удвоителе 2 частоты удваиваетс . Импульсные напр жени  U и Ufj с удвоител  2 частоты (фиг. 2) подаютс  на первый и второй входы коммутатора 8 (мг. 1). При этом импульсы напр жени  U/ (фиг. 2) задержаны относительно импульсов напр жени  f-, на полпериода. Кроме того, на третий вход коммутатора 8 (фиг. 1) поступают импуль сы напр жени  коммутации Uo, (фиг. 2) с . генератора 4 (фиг. 1), частота которых более чем на пор док меньше частоты тока и напр жени , создаваемых источником 3 переменного тока. Импульсами напр жени  UTJ (фиг. 2) осуществл етс  уп равление коммутации дополнительного синхронного детектора 7 (фиг. 1). Так например, при положительной пол рности напр жени  Uo, (фиг. 2) с обоих выходов коммутатора 8 (фиг. 1).поступают на второй и третий выходы дополнительного синхронного детектора 7 импульсы напр жени  коммутации Us (фиг. 2), совпадающие по времени и пол рности соот- вественно с импульсами напр жений U и UA . При отр1|цательной пол рности нйпра . жени  U( с обоих выходов коммутатора 8 (фиг. 1) поступают на второй и третий входы детекторы 7 импульсы напр жений и к и (4ИГ. 2), сдвинутые во фазе на 18О по отношению к этим же импульсам , когда напр жение U было положительной пол рности. При такой коммутации детекторы 7 (фиг. 1) и при отсутствии измер емого магнитного пол  на выходе этого детектора 7 будет напр жение Уд (фиг. 2) равное значению дрейфов нул  упом нутого детектора 7 (фиг. 1).При, наличии измер емого магнитного пол  напр жение , пропорциональное этому измер емому полю, на ш 1ходе детектора 7 мен ет пол рность при смене фаз напр жений , поступающих на этот детектор 7 с коммутатора 8, в то врем  как пол рность напр жени  дрейфа нул  детектора 7 не зависит от смены фаз напр жений, поступающих с коммутатора 8. Например, при положительной пол рности напр жени  (фиг. 2} на выходе детектора 7 (фиг. 1) будет сигнал равный (Од + и/ ) (фиг. 2), а при отрицательной пол рности напр жени  U-j- ( Од- U ), где и, - напр жение пропорциональное измер емому магнитному полю. Таким образом, с выхода детектора 7 (фиг. 1) поступает на вход усилител  5 переменный сигнал с частотой равной частоте переменного напр жени  генератора 4 переменной ЭДС и с амплитудой , пропорциональной только измер емому магнитному полю. Усилитель 5 (фиг. 1) осуществл ет усиление переменного напр жени , частота которого много больше частоты напр жени  дрейфа нул , т.е. усилитель 5  вл етс  фильтром верхних частот, поэтому на выходе усилител  5 будет сигнал, пропорциональный .только измер емому магнитному полю. С выхода усилител  5 сигнал, пропорциональный измер емому магнитному полю , поступает на первый вход основного синхронного детектора 6, на второй вход которого подано напр жение со второго выхода генератора 4 переменной ЭДС. Основной синхронный детектор 6 преобразует переменный сигнал, поступающий на его первый вход, в посто нный, пропорциональный амплитуде и фазе упом нутого сигнала. Сигнал с синхронного детектора 6 снимаетс  регистрирующим прибором Ю и поступает через элемент 9 отрицательной обратной св зи на второй вход ферромодул ционного преобразовател  1 дл  обеспечени  необходимой отрицательной обратной св зи по измер емому магнитному полю. Повьпыение точности измерени  лара метров магнитного пол  предлагаемым уст ройством по сравнению с известным достигнуто благсиар  ослаблению вли5ши  напр жени  дрейфа нуп  дополнительного синхронного детектора 7 на результаты измерений более чем на пор док. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , содержащее ферромодул ционный преобразователь, удвоитель чао тоты, источник переменного тока, выходы которого подключены к первому входу фер ромодул ционного преобразовател  и ко входу удвоител  частоты, генератор переменной ЭДС, усилитель, основной синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилител , дополнительный синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу ферромодул ционного преобразовател , элемент отрицательной обратной св зи, вход кото рого подключен к выходу основного синхронного детектора, а выход - ко втором входу ферромодул ционного преобразовател , и регистрирующий прибор, вход которого подключен к выходу основного синхронного детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено коммутатором , два первых входа которого подключены к двум выходам удвоител  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 к усилителю, а второй вход основного синхронного детектора подключен ко второму выходу генератора перемен ной ЭДС. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2562541/18-21, кл. G О1 R 33/02, 1978.(54) A DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF A LONGTIC FIELD The invention relates to measurement techniques and can be used to measure magnetic field parameters (components of magnetic induction vector, spatial derivatives of magnetic induction vector, etc.), for example, in geophysics for magnetic exploration, in medicine for the diagnosis of cardiovascular diseases, in industry for the automation of production processes, etc. A device is known for measuring the parameters of a magnetic field, soda The neighing ferromodulation converter, frequency doubler, AC source, the outputs of which are connected to the first input of the ferromodulation converter and to the input of the frequency doubler ,. a variable emf generator, a phase shifter whose input is connected to the output of a variable emf generator, an amplifier, a main synchronous detector, the first input of which is connected to the amplifier output, and a second input to the output of the phase rotator, an additional synchronous detector, the first input of which is connected to Bi- A mixed ferromodulation converter and a second input to the output of a frequency doubler, a modulator, the first input of which is connected to the output of an additional synchronous detector, and the second input to the output of a generator of a variable EMF. In addition, the known device contains 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. In the known device, the output of the ferro-modulation 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 the additional synchronous detector is converted by the modulator into a variable one, amplified, detected, and fed to a recording device. Consequently, the output device B uses a known device to eliminate the error due to the influence of odd harmonics and the quadrature compres- sion emf of the second harmonic Lll. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measuring magnetic field parameters due to drift zero of an additional synchronous detector. The drift zero of the additional synchronous detector in the form of a slowly varying voltage is converted by the modulator into an alternating voltage, which is then detected and fed to the registering instrument. Thus, the drift zero of the additional synchronous detector is detected as a useful signal in a magnetic field. Therefore, the zero drift limits the sensitivity threshold of the known device and thereby reduces the accuracy of measurement of the parameters of the magnetic field. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of magnetic field parameters. This goal is achieved by having a device for measuring magnetic field parameters containing a ferromodule converter, a frequency doubler, an alternating current source whose outputs are connected to the first input of the ferromodulation converter and to the frequency doubler input, a generator variable EMF, amplifier, main synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the amplifier, additional synchronous detector, the first output of which It is connected to the output of the ferromodulation converter, 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 ferromodulation converter, and a recording device, which is connected to the output of the main synchronous detector, is equipped with a switch, the two first inputs of which are connected to two outputs of the frequency doubler, and the third input - to the perBOKfy output of the EMF variable generator. In this case, two outputs of the commentator 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 EMF variable generator. Such switching on of a switch with a frequency doubler with a variable emf generator and an additional synchronous detector attenuates the effect of the drift zero of an additional synchronous detector on the result of measuring magnetic field parameters by more than an order, which ensures a decrease in the sensitivity threshold of the proposed device, and therefore increase measurement accuracy. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 voltage plots with frequency doubler, from the EMF variable generator, from the switch and from the output of the additional synchronous detector. The device (Fig. 1) contains a ferro-modulation 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 a frequency doubler 2, an alternating voltage generator 4, an amplifier 5, the main synchronous detector 6, the first input of which is connected to the output of amplifier 5, and the second input - to the output of generator 4 of the variable emf, additional synchronous detector 7, the first input of which is connected to the output of ferromodulation converter 1, switch 8, two n The first inputs of which are connected to two outputs of the doubler 2 frequency, and the third input to the output of the generator 4 of a variable EMF, negative feedback element 9, whose input is connected to the output of the main synchronous detector 6, and the output to the second input of the ferromodulation converter 1, and the recording device Yu; the input of which is connected to the output of the detector 6. At the same time, 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. The device operates as follows. When remagnetization of the ferromodulism converter 1, the excitation signal of the reproducible source 3 of alternating current and in the presence of a magnetic field, the output emf of the said converter 1 produces multiple odd and even harmonic components. In the ferromodulation converter 1, a second harmonic is used as a signal, proportional to the measured parameters of the magnetic field. However, in the output signal, the ferromodule of the inverter 1 contains not only the in-phase, but also the quadrature component of the second harmonic emf. BbixoH ferromodulation pre-. The generator 1 is connected to the first input of an additional synchronous detector 7. The second and third inputs of the additional synchronous detector 7 are connected to a switch 8. The additional detector 7 is tuned to 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 said detector 7 proportional to the in-phase emf of the second harmonic. Information about the measured magnetic field is taken from the output of the additional synchronous detector 7 in the form of an alternating voltage, the frequency of which is equal to the frequency of the generator 4 of the variable EMF. For such a voltage from the output of the detector 7, the first two inputs of the switch 8 are connected via frequency doubler 2 to the AC source 3, and the third input of this switch 8 is connected to the first output of the generator 4 of a variable EMF. The voltage frequency in frequency doubler 2 doubles. The impulse voltages U and Ufj with frequency doubler 2 (Fig. 2) are fed to the first and second inputs of the switch 8 (mg. 1). In this case, the voltage pulses U / (Fig. 2) are delayed with respect to the voltage pulses f-, for a half period. In addition, switching voltage pulses Uo, (Fig. 2) c, go to the third input of the switch 8 (Fig. 1). generator 4 (Fig. 1), whose frequency is more than an order of magnitude lower than the frequency of the current and the voltage generated by the AC source 3. The voltage pulses UTJ (Fig. 2) control the switching of the additional synchronous detector 7 (Fig. 1). For example, when the voltage Uo is positive, (Fig. 2) from both outputs of the switch 8 (Fig. 1). The second and third outputs of the additional synchronous detector 7 arrive at the switching voltage Us (Fig. 2) matching time and polarity, respectively, with voltage pulses U and UA. With positive polarity of nypra. U (from both outputs of switch 8 (Fig. 1), the detectors 7 receive voltage impulses and k and (4IG. 2), which are shifted in phase by 18O with respect to these pulses, when the voltage U was With such switching, the detectors 7 (Fig. 1) and in the absence of a measured magnetic field at the output of this detector 7 will be the voltage Ud (Fig. 2) equal to the zero drift value of the said detector 7 (Fig. 1). , the presence of a measurable magnetic field voltage proportional to this measurable field, on the 1st detection path 7 changes polarity when changing the phases of the voltages supplied to this detector 7 from the switch 8, while the polarity of the drift voltage of the detector 7 does not depend on the phase change of the voltages coming from the switch 8. For example, with a positive the polarity of the voltage (Fig. 2} at the output of the detector 7 (Fig. 1) will be a signal (Od + and /) (Fig. 2), and with a negative polarity, the voltage Uj- (Od-U), where , is the voltage proportional to the measured magnetic field. Thus, the output of the detector 7 (Fig. 1) is fed to the input of the amplifier 5 by a variable signal with a frequency equal to the frequency of the alternating voltage of the generator 4 of the variable EMF and with an amplitude proportional only to the measured magnetic field. The amplifier 5 (Fig. 1) amplifies the 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, so the output of amplifier 5 will be a signal proportional to the magnetic field alone. From the output of amplifier 5, a signal proportional to the measured magnetic field is fed to the first input of the main synchronous detector 6, to the second input of which voltage is applied from the second output of the generator 4 to a variable EMF. The main synchronous detector 6 converts a variable signal arriving at its first input into a constant one proportional to the amplitude and phase of said signal. The signal from the synchronous detector 6 is acquired by the recording device U and fed through the negative feedback element 9 to the second input of the ferromodulation transducer 1 to provide the necessary negative feedback on the measured magnetic field. The accuracy of measuring the magnetic field with the proposed device compared to the known device has been achieved by weakening the effect of the voltage of the drift of the NUP of an additional synchronous detector 7 on the measurement results by more than an order of magnitude. The invention The device for measuring parameters of a magnetic field 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, an amplifier, a main synchronous detector, the first input which is connected to the output of the amplifier, an additional synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the ferromodulation converter, the element of negative The communication link, the input of which is connected to the output of the main synchronous detector, and the output to the second input of the ferromodulation transducer, and the recording device, whose input is connected to the output of the main synchronous detector, is equipped with the switch, the first two inputs of which are connected to two outputs of the frequency doubler, and the third input - to the first output of the EMF variable generator, while the two outputs of the switch are connected to the second and third outputs th synchronous detector, the output of which is connected to the amplifier, and second input primary synchronous detector connected to the second output of the variable oscillator EMF. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate in application No. 2562541 / 18-21, cl. G O1 R 33/02, 1978. -Фае /-Fae / Фиг.22
SU792850725A 1979-12-11 1979-12-11 Device for measuring magnetic field parameters SU866511A1 (en)

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)

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