SU918908A1 - Магнитометр - Google Patents

Description

(5) МАГНИТОМЕТР

Изобретение относитс  к магнитным измерени м, а более конкретно к измерительным устройствам, использующим гальваномагнитные датчики.

Известен магнитометр, содержащий последовательно соединенные гальваномагнитный датчик и усилительно-фазочувствительный блок, а также измерительный прибор, генератор тока, резистор, управл емый аттенюатор Li Однако он имеет невысокую точность измерений из-за температурной погрешности и невысокую точность компенсации, в уравновешивающей схеме прибора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ма|- нитометр, содержащий гальваномагнитный датчик с двум  парами электро .дов, подключенных через коммутатор к генератору питани  и к измерительному усилителю с двум  синхронными детекторами, регистрирующий прибор, два других гальваномагнитных датчика , обмотку, включенную последова-f тельно в цепь питани  датчика, в поле которой расположена упом нута  выше пара датчиков, два трансформатора , первичные обмотки которых подключены к холловским электродам датчиков, а вторичные соединеныпоследовательно с входной цепью усилител  и двум  сглаживающими фильтрами , входы которых присоединены к

10 синхронным детекторам, а выходы -. к токовым электродам датчика Холла, выход одного фильтра соединен с токовой цепью одного датчика, а выход другого датчика - с регистрирую15 щим прибором через контакт коммутатора с токовой цепью другого датчика , причем входы синхронных детекторов подключены к выходу усилител  через коммутатор С 2.

20

Claims (1)

1. Однако при переключении контак- . тов коммутатора в нем по вл ютс  переходные помехи, уровень которых определ етс  значением напр жени  Питани  датчика и временем переклю4ени  контактов коммутатора, а пе|эиодическое переключение цепи отрицательной обратной св зи снижает по мехоустойчивость усилительно-фазочувствительного блока, снижа  тем самым точность измерени  , Цепь изобретени  - повышение точ ности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что магнитометр, содержащий из мерительный гальваномагнитный дат . чик, входными выводами подсоединен ный через резистор к первому и второму выходам генератора тока, одним выходным выводом непосредственно, а . другим через первичную обмотку трансформатора - к входам измерительного усилител , к выходам которо го непосредственно и через резистор /подключены токовые электроды второго датчика, помещенного в магнитное по ле обмотки, последовательно соединенной с третьим выходом генератора тока, последовательно соединенные выпр митель, фильтр и регистрирующий прибор, при этом вторые входы фильтра соединены с выходными выводами второго гальваномагнитного датчика, а вторична  обмотка трансформатора подсоединена параллельно резистору в выходной цепи измерительного усили тел , в него введен дифференциальный усилитель, к первому и второму входам которого подключены входные вы воды измерительного гальваномагнитна го датчика, а третий вход подключен к выводу резистора в цепи питани  измерительного датчика, выходы диффе ренциального усилител  соединены с входами выпр мител . На чертеже изображена схема магнитометра . Гальваномагнитный измерительный датчик 1 с входными выводами 2 и 3 включен последовательно с резистором k в цепь генератора 5 а холловскими выводами 6 и 7 через первичную обмот ку трансформатора 8 подсоединен к усилителю 9 и резистору 10, второй датчик 11 с токовыми выводами 12 и 13, который расположен в поле обмотки 1, соединенной последовательно с генератором 5, к резистору 10 подсоединена вторична  обмотка трансформатора 8, к выходным выводам 15 и 1.6 датчика 11 подключена измерительна  цепь: фильтр 17, к его выходу подсоединена последовательна  цепь 9 , ИЗ регистрирующего прибора 18 и выпр мител  19, причем входы выпр мител  через дифференциальный усилитель 20 соединены с резисдором 4 и входными выводами 2 и 3 измерительного датчика 1. Устройство работает следующим образом . При воздействии магнитного пол  и посто нной температуре датчика 1, на выходе выпр мител  19 отсутствует корректирующа  поправка к результату измерени  магнитного пол , поэтому регистрирующий прибор 18 отсчитывает только выходное напр жение второго датчика 11 . Во втором датчике 11 изменение температуры, а следовательно, и погрешность , вносима  температурой, сведена к минимуму по сравнению с измерительным датчиком 1, наход щемс  в жестких температурных услови х, что достигнуто благодар  тому, что второй датчик 11 находитс  в герметичном металлическом экране со значительной массой, в результате этого теплова  инерционность экрана велика и значительные температурные изменени  не могут повли ть на температурный- режим второго датчика 11. В свою очередь, на резисторе 10 образуетс  падение напр жени  (Ugj,))fнапр жение отрицательной обратной св зи), которое через трансформатор 8 поступает на вход измерительного усилител  9. Это напр жение через трансформатор 8 поступает .в цепь выходных выводов 6 и 7 измерительного датчика 1 и входа усилител  Э, в результате на выходе последнего действует напр жение U . После всех преобразований, выполн емых в устройстве, информационное напр жение Ugy5(o6 измер емом магнитном поле при наличии отрицательной обратной св зи имеет следующий вид и :ijdlL .ijil . n . Ььл CH Ci J TFno выходное напр жение второго датчика 11, посто нна  Холла измерительного датчика 1; посто нна  Холла второго датчика 11,. толщина пластины измерительного датчика 1; толщина пластины второго датчика 11-, рабочий ток, протекающий через измерительный датчик 1, создаваемый генератором тока 51 магнитное поле, создаваемое током второго выхода генератора тока 5 в обмотке 1 4; измер емое магнитное поле коэффициент измерительного усилител  9 при отсутствии отрицательной обратной св зи; коэффициент обратной св зи определ емый обратной величиной коэффициента транс формации., обобщенный коэффициент; сопротивление между входными выводами 12 и 13 вто рого датчика 11 , значение сопротивлени  резистора 10. Как видно из выражени , напр же- ние Ugy, по которому производ т отсчет измер емого магнитного пол  В, линейно сз зано с воздействующим магнитным полем, С другой стороны, выполнение цепи отрицательной обрат ной св зи на высокостабильных элеме тах (резистор 10.и трансформатор 8) значительно повышает точность измерений . . При изменении температуры измерительного датчика 1, который может находитьс  в жестких температурных услови х, измен етс  и величина нулевого сигнала датчика. Это возмущаю щее воздействие не устран етс  упом нутой отрицательной обратной св зью. Дл  исключени  температурной (вр менной и т.д.) нестабильности нулевого сигнала имеетс  цепь ее коррек ции. На входе дифференциального уси лител  20 -нарушаетс  равенство дейс вующих на его входы напр жений, в результате этого на выходе выпр мите л  19 возникает U, которое вносит поправку в конечный результат измере ни  Ugyjf Необходимо отметить, что ве личина и знак корректирующей поправ ки определ етс  и подбираетс  только экспериментальным путем: при из86 мерении одного известного значени  магнитного пол  В при разных температурах (т) предлагаемых рабочих условий иЗ(ерений. Причем подбор корректирующей поправки осуществл ют регулировкой коэффициента усилени  дифференциального усилител  20 и установкой коэффициента передачи и пол рности подключени  выпр мител  19- В св зи с этим, температурный уход датчика 1 не вносит погрешности в результат измерений. В данном приборе в измерительном зонде используют Ц-х электродный датчик, не требующий значительной толщ--ны, благодар  этому уменьшаютс  не только размеры зонда, но и устран етс  необходимость дополнительного соединительного провода, св зывающего датчик с входом прибора , а это особеннр важно при измерени х , св занных с расположением измерительного зонда в одном месте, а самого прибора - в другом месте, установленного на значительном рассто нии . Кроме того, при проведении измерений переменных и импульсных магнитных полей отсутствует лишн   цепь паразитной наводки. Изготовление устройства на основе магнитометра позвол ет удешевить стоимость одного прибора примерно на 30 (из-за отсутстви  дополнительного гальваномагнитного датчика, генератора коммутации и самого коммутатора , синхронного детектора, фильтра и св занных с ними работ по монтажу, настройке и регулировке при их выпуске и эксплуатации). Магнитометр обладает качественно улучшенными метрологическими характеристиками , а именно класс точности 0,1, рабочий температурный диапазон расширен , по крайней мере в 10 раз и диапазон измер емых магнитных полей увеличен в 10 раз и составл ет . Кроме того, магнитометр позвол ет получить информацию об измер емой величине в виде посто нного напр жени , а это в свою очередь позвол ет в качестве регистрирующего устройства использовать высокоточные цифровые вольтметры, классом точности 0,02. Формула изобретени  Магнитометр, coдepжaщи 1 измерительный гальваномагнитный датчик.