SU892375A1

SU892375A1 - Magnetic variometer

Info

Publication number: SU892375A1
Application number: SU802911193A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Никитский; Анатолий Николаевич Лукьянов; Владимир Васильевич Борец
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Прикладной Геофизики
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1981-12-23

Description

(5) МАГНИТНЫЙ ВАРИОМЕТР(5) MAGNETIC VARIETER

II

. Изобретение относитс к измерительной технике и примен етс в тех случа х, когда регистрируютс сигналы переменного магнитного пол .. The invention relates to a measurement technique and is applied in cases where signals of an alternating magnetic field are recorded.

Известны устройства, содержащие магнит-индикатор, подвешенный на .упругой нити таким образом, что она проходит через нулевое сечение магни-i та и его центр инерции, второй магнит с помощью которого в окрестности первого создаетс поле, напр женность которого равна посто нной составл ющей , а направление противоположно направлению измер емой компоненты по л . Обычно моменту компенсации внешнего пол соответствует положение магнита-индикатора, при котором нить подвеса полностью раскручена.Devices are known that contain an indicator magnet suspended on an elastic thread in such a way that it passes through a zero section of the magnet and its center of inertia, the second magnet by which a field is created in the vicinity of the first, the intensity of which is constant. and the direction is opposite to the direction of the measured component in l. Usually, the moment of compensation of the external floor corresponds to the position of the magnet indicator, at which the suspension thread is fully untwisted.

С целью расширени полосы пропускани , увеличени стабильности и расширени динамического диапазона, датчик охватываетс отрицательной обратной св зью по магнитному полю. Достигаетс это тем, что по обмоткам.In order to broaden the bandwidth, increase stability and expand the dynamic range, the sensor is covered by negative feedback on the magnetic field. This is achieved by winding.

обычно колец Гельмгольца, пропускаетс электрический ток. Величина этого тока пропорциональна углу поворота подвижного магнита датчика. В свою очередь кольца Гельмгольца установлены так, что подвижный магнит датчика находитс в их центре l.usually the Helmholtz rings, an electric current is passed. The magnitude of this current is proportional to the angle of rotation of the movable magnet sensor. In turn, the Helmholtz rings are set so that the movable magnet of the sensor is in their center l.

Однако изготовление магнитостатических датчиков со значительна раз10 личающимис собственными частотами невозможно,изменить собственную частоту датчиков сложно, у вариометра регистрирующего высокие частоты (10100 Гц), глубина отрицательной об15 ратной св зи, необходима дл получени заданной частотной характеристики , намного превышает глубину обратной св зи, необходимую дл обес печени требуемой стабильности. С However, it is impossible to manufacture magnetostatic sensors with significantly different eigenfrequencies, it is difficult to change the eigenfrequency of the sensors, for a variometer recording high frequencies (10,100 Hz), the negative feedback depth is necessary to obtain a given frequency response for the liver required stability. WITH

20 ростом глубины обратной св зи уменьшаетс чуйствительность и ухудшаетс устойчивость. Все это приводит к снижению точности измерений. Отрицательна обратна св зь вызывает нежелательное расширение поло сы пропускани в сторону высоких час тот, что снижает точность наблюдений Последнее объ сн етс тем, что падает чувствительность и возрастает уро вень сигналов, не вход щих в полосу регистрации. Цель изобретени - повышение точности измерений. Поставленна цель достигаетс тем что в магнитном вариометре, содержащем последовательно соединенные магнитостатический датчик, преобразователь угла его поворота в электрический сигнал, выходной усилитель и элемент обратной св зи по магнитному полю, введены последовательно соединенные с выходным усилителем п звеньев, выполненных в виде последовательно соединенных дифференцирующей цепи и усилител , а также п элементов обратной св зи, включенных между выходом соответствующего усилител и входом магнитостатического датчика. На чертеже представлена блок-схема вариометра. Устройство содержит магнитостатический датчик 1, преобразователь 2 угла поворота подвижного магнита в электрический сигнал, усилители 3 6, дифференцирующие цепи элементы 10-13 обратной св зи (обмотки колец Гельмгольца).20, by increasing the depth of feedback, sensitivity decreases and stability deteriorates. All this leads to a decrease in measurement accuracy. Negative feedback causes an undesirable expansion of the transmission band towards the high frequency, which reduces the accuracy of observations. The latter is due to the fact that the sensitivity decreases and the level of signals that are not included in the recording band increases. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that in a magnetic variometer containing a series-connected magnetostatic sensor, a converter of its rotation angle into an electrical signal, an output amplifier and a feedback element on a magnetic field, are connected in series with an output amplifier of p links made in the form of a series-connected differentiating circuit and an amplifier, as well as n feedback elements, connected between the output of the corresponding amplifier and the input of the magnetostatic sensor. The drawing shows a block diagram of a variometer. The device contains a magnetostatic sensor 1, a transducer 2 of the angle of rotation of the movable magnet into an electrical signal, amplifiers 3 6, differentiating circuit feedback elements 10-13 (winding of the Helmholtz rings).

Вариометр работает следующим образом .Variometer works as follows.

Под воздействием вариаций магнитного пол подвижный магнит датчика 1 поворачиваетс . Это приводит к изменению тока на выходе преобразовател 2. Усиленный сигнал поступает в элемент 10 обратной св зи. В том случае, когда эта св зь отрицательна , ее действие эквивалентно увеличению жесткости нити, на которой подвешен подвижный магнит. Выход этого усилител вл етс и выходом вариометра . Действие второй цепи обратной св зи (дифференцирующа цепь 7, усилитель k, элемент 11 обратной св зи ) эквивалентно изменению (обычно увеличению сил трени , действующих на подвижный магнит. На выход 14 сигнал поступает после дифференцирующей цепи 7 - низкочастотные составл ющие ослаблены, а высокочастотные подчеркнуты.Under the influence of variations in the magnetic field, the movable magnet of the sensor 1 rotates. This leads to a change in the current at the output of converter 2. The amplified signal enters feedback element 10. In the case when this bond is negative, its action is equivalent to increasing the rigidity of the thread on which the movable magnet is suspended. The output of this amplifier is the output of the variometer. The action of the second feedback circuit (differentiating circuit 7, amplifier k, feedback element 11) is equivalent to a change (usually an increase in friction forces acting on a moving magnet. At output 14, the signal arrives after differentiating circuit 7 - low-frequency components are weakened, and high-frequency components underlined.

Магнитный вариометр, содержащий последовательно соединенные магнитостатический датчик, преобразователь угла его поворота в электрический сигнал, выходной усилитель и элемент обратной св зи по магнитному полю, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, в него введены последовательно соединенные с выходным усилителем-п звеньев, выполненных в виде последовательно соединенных диффе|зенцирующей цепи и усилител , а также п элементов обратной св зи, включенных между выходом соответствующего усилител и входом магнитостатического датчика .A magnetic variometer containing a series-connected magnetostatic sensor, a transducer of its rotation angle into an electrical signal, an output amplifier, and a feedback element on the magnetic field, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is connected in series with the output amplifier-p links , made in the form of a series-connected differentiating circuit and amplifier, as well as n feedback elements, connected between the output of the corresponding amplifier and the input of magnetos aticheskogo sensor.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

Claims

1. Magnetometer electrical prospecting ME-71. Manual on the operation of the MT-71 magnetotellurgical laboratory. M., 1972. 5 .4 With the help of the first of the newly introduced feedback circuits (differentiation circuit 8, amplifier 5, feedback element 13), the variable frequency of the variometer can be changed, since the action of the force generated by this feedback circuit zi, is equivalent to the introduction of a positive or negative moment of inertia. The second additional feedback circuit (differentiating circuit 9, amplifier 6, feedback element 12) is similar in its effect to the action of friction forces at high speeds of movement. Using the first of the introduced circuits, depending on the polarity of the connection, the winding of the Helmholtz rings can increase or decrease the natural frequency of the variometer over a wide range, regardless of the depth of the feedback element 10. Using the second input circuit 9, amplifier 6, feedback element 12, the form of the frequency response of the variometer is adjusted. The use of new elements allows the development of a whole range of variometers with different bandwidths. The combination of high sensitivity and optimum bandwidth will provide higher measurement accuracy. Invention Formula