SU873170A1 - Магнитометр - Google Patents

Description

. ,. Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено , в частности, дл  измерени магни ной индукции (напр женности) посто нного магнитного пол , и може быть использовано в геофизике,приборостроении , электро- и радиотехнике, машиностроении, медицине и других област х народного хоз йства. Известны феррозондовые .магнито метры, состЬ адие из генератора воэбуждени  (с удвоителем частот1а), феррозонда, полосового усилител , регистрирующего прибора, причем гене ратор возбуждени  подключен к феррозонду .(обмотке возбуждени ),а ввйход феррозонда (индикаторна  обмотка через полосовой усилитель, синхронный детектор и регистрир1повдай прибор подключен к другому входу феррозонда (обмотке обратной св зи) И-З-, Однако магнитометры с отрицательной обратной св зью по измер емой посто нной магнитной индукции (напр женности ) имеют низкую помехоустойчивость по отношению к псмлехам полевого характера, т.е. отношение сигнал-помеха на входе синхронного детектора в магнитометрах с обратной св зью меньше, чем в магнитс летрах без отрицательной.обратной св зи.Дл  . сохранени  необходимого (нормированного ) значени  выходного сигнала синхронного детектора (входного сигнала регистрирующего прибора) при использовании отрицательной обратной св зи необходимо пропорциЬнально увеличивать коэффициент передачи узлов пр мой цепи (фе эрозонда, полосового усилител  и синхронного детектора).В св зи с тем, что обратна  св зь существует только по полезному сигналу , а по помехе отсутствует, то происходит перегрузка полосового усили тел  и, как|следствие,по вление ложного сигнала, тГё пог решность в измерении. Наиболее, близкими по технической сущности  вл ютс  феррозоидовые магнитометры , состо щие из генератора возбузвдени , феррозонда, полосового усилител , синхронного детектора, регистрирующего прибора, причем генератор возбуждени  подключен к феррозонду (обмотке возбуждени ), а вы- , ход феррозонда (индикаторна  обмотка) через полосовой усилитель и синхронный детектор подключен к регистрирующему прибору (т.е. ма-гнитометры беЭ ртрицательной обратной св зи) 123 .

Олмако магнитометры без отрицательной обратной св зи имеют меньший Д1иапазон линейности aIvmлитyднoй хара теристики, так как на феррозонд воздействует не разность измер емого и компенсационного магнитных полей, а только измер ема  посто нна  магнитна  индукци  (напр женность), т.е. феррозонд работает при больигах значени х магнитной индукции (напр женности ), что и ограничивает диапазон линейности.

Целью изобретени   вл .етс  расширение диапазона линейности.

Эта цель достигаетс  тем, что в магнитометр, содержащий последовательно соединенные феррозонд и усилитель , генератор возбуждени ,один выход которого соединен со входом феррозонда, а другой выход - со входом синхронного детектора, выход которого соединен с регистрирующим прибором , дополнительно введены последовательно соединенные пороговый элемент, блок управлени  и управл юща  фазосдвигающа  цепь, второй вход которой подключен к выходу усилител  выход управл ющей фазбсдвигающей цепи соединен с синхронным детектором, а выход порогового элемента - с выходом феррозонда.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Магнитометр содержит генератор 1 возбуждени , подключенный к феррозонду 2, причем выход феррозонда 2 через полосовой усилитель 3 и управл ющую фазосдвигающую цепь 4 подключен ко входу синхронного детектора 5, и одновременно выход феррозонда 2 через пороговый элемент б и блок 7 управлени  (например, набор ключей) подключен к управл ющей фазосдвигающей цепи 4. Второй вход синхронного детектора 5 подключен к генератору 1 возбуждени , а выход к регистрирующему прибору 8.

Работа предлагаемого феррозондового магнитометра состоит в следующем .

На феррозонд 2, возбуждаемый синусоидальным током f от гене затора 1 возбуждени , воздействует измер ема  посто нна  магнитна  индукци  (напр женность) BO(HO). Выходное напр жение U феррозочда 2, пропорциональное измер емой магнитной индукции Вд(Н(,), подаетс  на полосовой усилитель 3. Вьщеленное из напр жени и., полосовым усилителем,. напр жение второй гармоники частоты возбуждени  и,2 S i п ( + dL) подаетс  на управл ющую фазосдвигающую цепь 4 и в зависимости от режима ее работы получает необходимглй фазовый сдвиг S i 11 (4Jrf t +oL+4). Через управл ющую фазосдвкгающую цепь 4 напр жение второй гармоники подаетс  на синхронный детектор 5, преобразуетс  в посто нное напр жение Од и регистрируетс  регистрирующим прибором 8. Величина начального сдвига фазы напр жени  второй гармоники Ujf s i п (4Jf t+ci.+v) , управл емой фазосдвигающей цепью, обусловлена необходимым расширением диапазона линейности. Одновременно выходное напр жение Ujj феррозонда 2, пропорциональное измер емой магнитной индукции, поступает на пороговый элемент 6. В зависимости от .уровн  выходного сигнала U-g феррозонда 2 пороговый элемент 6 может принимать два различных состо ни . При малом уровн  напр жени  выходной сигнал Uf, порогового элемента 6 равен нулю. Параметры управл ющей фазосцвигающей цепи 4 выбираютс  таким образом , чтобы фазовый сдвиг между полезным сигналом на выходе полосового усилител  S () опорным напр жением U синхронного дететора 5 был отличен от нул , т.е. раван углу Ч ( s i п (4 JT f t + cL+W) ) . Этим обеспечиваетс  хот  и не максимальный коэффициент передачи синхронного детектора, но близкий к нему . Таким образом, работа предлагаемого устройства при малом уровне напр жени  и„ не отличаетс  от известных .

При большом уровне сигнала Uj, в конце диапазона линейности пороговый элемент 6 срабатывает, и его выходной сигнал и пропорционален его входному сигналу Uj,. Выходной сигнал порогового устройства и„ воздействует на параметры управл ющей фазосдвкгающей цепи 4 через блок 7 управлени  посредством управл ющего напр жени  Ujj.B зависимости от уровн  напр жени  (J фазовый сдвиг между полезным сигналом на выходе полосового усилител  i п (4Л ft+ci.) и опорным напр жением синхронного детектора Uni уменьшаетс . Уменьшение фазового сдвига обеспечивает увеличение коэффициента передачи синхронного детектора 5, компенсиру  тем самым уменьшение коэффициента передачи феррозонда 2 и расшир   диапазон линейности всего устройства

Таким образом, данный магнитометр без отрицательной обратной св зи, обеспечива  необходимое расширение диапазона линейности, одновременно обладает повьпленной помехоустойчивостью и по отношению к помехам полевого- характера, т.е. обладает полотки тельными качестиами магнитометров без отрицательной обратной св зи и магнитометров с отрицательной обратной св зью.

Claims (2)

1.Афанасьев Ю.В, Феррозонды. Л. Энерги , 1969, с, 121, 128.

2.Там же, с.10, рис. 26.