SU901951A1 - Устройство дл измерени параметров магнитного пол - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров магнитного полИ (составл ющих вектора магнитной индукции, пространственных производных вектора магнитной индукции и т.д.), например в геофизике дл  проведени  магниторазведочных работ, в медицине дл  диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, в промышленности дл  автоматизации производственных процессов и т.д. Известно устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , которое содержит ферромодул ционный преобразователь , удвоитель частоты, первы генератор, выходы которого подключен к первому входу ферромодул ционного преобразовател  и ко входу удвоител  частоты, второй генератор,первый син хронный детектор, первый вход КОТОРО ГО подключен к выходу ферромодул ционного преобразовател , а второй вход - к выходу удвоител  частоты, модул тор, первый вход которого подключен к Выходу первого синхронного детектора, а второй вход - к выходу второго генератора, фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго генератора, усилитель,второй синхронный детектор, первый вход которого подключен к выходу усилител , а второй вход - к выходу фазовращател . Кроме того, известное устройство содержит регистрирующий прибор, вход которого подключен к выходу второго синхронного детектора, и элемент отрицательнее обратной св зи, вход которого подключен к выходу второго синхронного детектора, а выход ко второму входу ферромодул ционного преобразовател . Выход ферромодул ционного преобразовател  подключен к фильтру (первому синхронному детектору),который пропускает синфазную составл ющую ЗДС второй гармоники и не пропускает как нечетные гармоники, так и квадратную составл ющую ЗДС второй гарМОНИКИ . Выходной сигнал с первого синхронного детектора преобразуетс  модул тором в переменный, усиливаететс , детектируетс  и подаетс  на ре гистрирующий прибор, в выходном сигнале известное устройство исключает погрешность, обусловленную вли нием нечетных гармоник и квадратурной сос тавл ющей ЭДС второй гармоники иJ. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  параметров магнитного пол  из-за дрейфа нул  первого синхронного детектора . Дрейф нул  первого синхронного детектора в виде медленно измен ющегос  напр жени  преобразуетс  модул тором в переменное напр жение, которое затем детектируетс  и поступает на регистрирующий прибор.Таким образом, дрейф нул  первого синхронного детектора регистрируетс  как по лезный сигнал в магнитном поле.Следовательно , дрейф нул  ограничивает порог чувствительности известного устройства и тем самым снижает точность измерени  параметров магнитного пол . Цель изобретени  - повышение точности измерени  параметров магнитног пол . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  па раметров магнитного пол , содержащее последовательно соединенные первый генератор, ферромодул ционный преобразователь , первь1Й сиАхронный детектор , усилитель, второй синхронный де тектор и регистрирующий прибор, вход которого через элемент отрицательной обратной св зи соединен со вторым входом ферромодул ционного преобразо вател  , снабжено вторым генератором и формирователем разностной частоты, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго генераторов, при этом выход первого генератора подключен ко входу второго , а выход второго генератора - ко второму входу первого синхронного детектора, выход формировател  часто ты соединен со вторым входом второго синхронного детектора. Применение формировател  разностной частоты в предлагаемом устройств и такое включение его и первого синхронного детектора с первым и вторым генераторами, усилителем и вторым синхронным детектором ослабл ет вли ние дрейфа нул  первого синхронного детектора на результат измерени  параметров магнитного пол  на два, и более пор дка, что обеспечивает уменьшение порога чувствительности предлагаемого устройства, а следовательно , и повышение точности измерени . На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  измерени  параметров магнитного пол . Устройство содержит ферромодул ционный преобразователь 1, первый генератор 2, выход которого подключен к первому входу ферромодул ционного преобразовател  1, первый синхронный детектор 3, первый вход которого подключен к ВЫХОДУ ферромодул ционного преобразовател  1, второй генератор , усилитель 5) регистрирующий прибор 6, второй синхронный детектор 7, первый вход которого подключен к выходу усилител  5. а выход - ко входу регистрирующего прибора 6, элементе отрицательной обратной св зи, вход которого подключен к выходу второго синхронного детектора 7, а выход - ко второму входу ферромодул ционного преобразовател  1 , и формирователь 9 разностной частоты, первый вход которого подключен к выходу первого генератора 2, ё второй вход - к выходу второго генератора i. Выход формировател  9 разностной частоты подключен ко второму входу второго синхронного детектора 7. Второй вход первого синхронного детектора 3 подключен к выходу второго генератора , а выход этого детектора - ко входу усилител  5. Устройство работает следующим образом . При перемагничивании ферромодул ционного преобразовател  1 возбуждающим сигналом с частотой f , воспроизводимой первым генератором 2, и при наличии магнитного пол ,в выходной ЭДС ферромодул ционного преобразовател  1 возникают кратные нечетные и четные гармонические составл ющие . В ферромодул ционном преобразователе 1 в качестве полезного сигнала, пропорционального измер емым параметрам магнитного пол , используетс  втора  гармоника. Выход ферромодул ционного преобразовател  1

59

подключен к первому входу первого синхронного детектора 3. Второй вход первого синхронного детектора 3 подключен к выходу второго генератор Ц, частота напр жени  которого отличаетс  от второй гармоники первого генератора 2 на /if.

При наличии измер емого магнитного пол  на выходе ферромодул ционного преобразовател  1 по вл етс  сигнал второй гармоники, который в первом синхронном детекторе 3 преобразуетс  в сигнал суммарной и разностной частоты, равной 2f t f,, где f 2 - частота второго генератора k, Напр жение разностной частоты выдел етс  фильтром нижних частот первого синхронного детектора 3 и далее используетс  как полезный сигнал. Напр жение с выхода первого синхронного детектора 3 усиливаетс  усилителем 5 и подаетс  на второй синхронный детектор 7.

На второй вход второго синхронного детектора 7 поступает опорное напр жение с частотой, равной разности частот , которое подаетс  с формировател  разностной частоты9. На первый вход формировател  разностной частоты 9 поступает напр жение частотс 1, f с первого генератора 2, а на второй вход напр жение частотой f второго генератора Ц.В формирователе разностной частоты 9 осуществл етс  преобразование поступающих напр жений упом нутых частот с первого 2 и второго k генераторов и образование напр жени частотой . При этом частота Af много меньше частоты f .

Второй синхронный детектор 7 преобразует переменный сигнал, поступающий на его первый вход, в посто нный , пропорциональный амплитуде и фазе упом нутого сигнала. Сигнал с второго синхронного детектора 7 снимаетс  регистрирующим прибором 6 и поступает через элемент 8 отрицательной (Кратной св зи на второй вход ферромодул ционного преобразовател  1 дл  обеспечени  необходимой отрицательной обратной св зи по измер емому магнитному полю. В устройстве осуществл етс  хорошее подавление фильтрсм нижних частот первого синхронного детектора 3 не4

четных гармоник, кратных частоте первого генератора 2, поступающих с ферромодул ционного преобразовател  1, вследствие того, 4ToAf f.

Однако по сравнению с известным устройством полезный сигнал в предлагаемом устройстве отстает от нулевой частоты на Af, где уровень шумов первого синхронного детектора

3 много меньше, чем на нулевой частоте , что снижает порог чувствительности данного устройства, и, как следствие, повышает точность измерени  параметров магнитного пол .

Лабораторные испытани  макета

предлагаемого устройства-показывают его высокие метрологические характеристики . В диапазоне температур от -10 до порог чувствительности устрой ства составл ет пор дка 110 Тл, что позвол ет повысить точность измерени  приблизительно на два пор дка по сравнению с магнитометром СГ-76.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  параметров магнитного пол , содержащее последовательно соединенные первый генератор, ферромодул ционный преобразователь , первый синхронный детектор , усилитель, В.ТОРОЙ синхронный

   детектор и регистрирующий прибор, вход которого через элемент отрицательной обратной св зи соединен со вторым входом ферромодул ционного преобразовател , отличающее с   тем, что, с целью повышени  точности измерений параметров магнитного гюл , оно снабжено вторым генератором и формирователем разностной частоты, первый и второй

   входы которого подключены к выходам первого и второго генераторов, при этом выход первого генератора подключен ко входу второго, а выход второго генератора - ко второму входу первого синхронного детектора, выход формировател  частоты соединен со вторым входом второго синхронного детектора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   t. Авторское свидетельство СССР f 73789, 03.01.78.