SU920594A1 - Цифровой феррозондовый магнитометр - Google Patents

Description

(5Л) ЦИФРОВОЙ ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕТР

1

Изобретение относитс  к геофизическому приборостроению, а точнее к магнитометрам, предназначенным дл  измерений компонент и полного вектора напр женности магнитного пол  Земли.

Известно ydTpoHCTBO компенсационного типа, содержащее трехкомпонентный феррозондовый датчик, устройство выделени  и преобразовани , элементы цепи обратной св зи, регистрирующий прибор СП.

Недостатком устройства  вл етс  то, что, облада  высокой чувствительностью и острой диаграммой направленности и примен   компенсационный метод измерени , трехкомпонентные магнитометры позвол ют измер ть компоненты и модуль вектора индукции магнитного пол  Земли. Применение компенсационного метода измерени  приводит к необходимости применени  компенсационных катушек в феррозондовых чувствительных элементах. Катушки с током  вл ютс  источником посто нных или медленно мен ющихс  магнитных полей,, которые создают напр женность пол  в точке на рассто нии R, определ ющуюс  по формуле

niSlV

Л{ 1Г

где 1 - сила тока; ,

S - площадь среднего витка; W - количество витков; - дл  точек, расположенных на

продолжении оси; - дл  точек, лежащих на перПе ндикул ре к оси, пргаход .щем через центр катушки. Наличие полей, создаваемых компенсационными катушками, приводит к по влению в трехкомпонентном феррозондовом датчике взаимовли ни  одной катушки на два других феррозондовых чувствительных элемента.

Claims (2)

1. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  цифровой феррозондовый магнитометр дл  измерени  трех взаимно перпендикул рных составл ющих вектора напр женности магнитного пол . Этот прибор имеет три измерительных канала, построенных по принципу след щего последовательного уравновешивани , основными узлам которых  вл ютс  феррозондовое сравнивающее устройство, устройство управ лени  и преобразователь код - напр же ние 2. Феррозондовое сравнивающее устройство может быть как с выходом в виде посто нного напр жени , так и с выходом а виде частоты. Канал измерени  работает следующим образом. При наличии разницы между измер емым Не и компенсирующим HK магнитными пол ми на одном из выходов сравнивающего устройства по вл ютс  импульсы , следующие с рабочей частотой феррозондового сравнивающего устройства Эти импульсы через схему управлени  поступают на вход реверсивного счетчика импульсов. Схема управлени  в зависимости от знака разности (HQ - П вырабатывает управл ющие сигналы, постуг-ающие на входы Сложение или Вычитание реверсивного счетчика импульсов. В соответствии с состо нием разр дов счетчика преобразователь код напр жение , управл емый реверсивный счетчик импульсов формирует сигнал компенсации Н,. Одновременно код счетчика поступает в устройство цифровой индикации или устройства ввода и на вход логического устройства схемы выбора пол рности . На выходе последней в зависимости от знака (направлени ) измер емого Магнитного.пол  вырабатываютс  соотве1ствующие сигналы, упра л ющие работой переключател  пол рности магнитного пол  компенсации и схемы управлени  счетчика. В этот момент, когда значение Hj:, достигает Н схема магнитометра при ходит в состо ние равновеси , и импу сы с выхода феррозондового сравниваю щего устройствапрекращаютс  Недостатком магнитометра след щег уравновешивани , имеющего высокие ме рологические характеристики,  вл етс то что при построении трехканальног магнитометра ему свойственны ошибки от взаимовли ни , как и всем трехком понентным магнитометрам компенсационного типа. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой феррозондовый магнитометр , содержащий три измерительных канала, каждый из которых состоит из феррозондового сравнивающего блока с феррозондовым датчиком и компенсационной обмоткой в нем, последовательно соединенные блок управлени  и преобразователь код - напр жение, выход которого подключен к компенсационной обмотке,дополнительно введены вычислительный блок, управл емый задатчик пол , а также в каждый канал управл емие ключи, которые подключены между выходом феррозондового сравнивающего блока и входом блока управлени , а к управл ющему входу каждого из управл емых ключей подключен один выход задатчика пол , другой выход которого подключен к компенсационной обмотке, вход вычислительного блока св зан с выходом блоков управле,ни  каналов, а управл ющий выход - с входом управл емого задатчика пол . На чертеже представлена структурна  схема устройства. Цифровой феррозондовый магнитометр содержит три измерительных канала 1 - 3., . Каждый канал состоит из феррозондового сравнивающего блока k, включающего в себ  феррозонд с компенсационной обмоткой, управл емый ключ 5, блок 6 управлени , преобразователь 7 код-напр жение, а также общие дл  всего магнитометра вычислительный блок 8 и управл емый задатчик 9 пол . Выход магнитометра  вл етс  выходом вычислительного блока 8. Цифровой феррозондовый магнитометр работает следующим образом. На феррозонд действует разница соответствующей проекции вектора напр женности Нр и пол  компенсации, создаваемого преобразователем 7 коднапр жение в компенсационной обмотке. В основном режиме работы управл емый ключ 5 замкнут, и с выхода феррозондового сравнивающего блока Ц импульсы поступают в блок 6 управлени  до тех пор, пока измерение не закончитс . Получившиес  результаты поступают с выхода блока 6 управлени  на соот5 ветствующие входы вычислительного блока 8, где запоминаютс  и хран т Затем вычислительный блок 8 выд управл ющий сигнал на управл ющий вход управл емого задатчика 9 пол  по которому выдаетс  управл ющий сигнал в один из каналов на управл  щий вход управл емого ключа 5 дл  отключени  выхода феррозондового сравнивающего блока 4 от блока 6 |управлени  и одновременно задает с чок пол  в компенсационную обмотку феррозондового сравнивающего блока k, при этом поле, создаваемое компе сационной обмоткой, равн етс  Н tV-f Н, гпе i - номер канала 1-3; измеренное поле; Н J - поле от управл емого -задатчика пол  9. Из-за взаимовли ни  компенсацион ных обмоток феррозондов на выходах блока 6 управлени  двух других кана лов будут следующие результаты изме рени : . ( 1 н нзо+ , где ,Ky|j- посто нные коэффициенты. Значени  Н и Нл поступают в в числительйый блок .8 и запоминаютс , аналогично получаетс  при подаче по в компенсационные обмотки канала 2. и 3: н,.,нз-, нза г HIO- . Нл, Н пл+ к аГ W Из этих значений, запомненных в вычислительном блоке 8,затем вычисл етс  значение коэффициентов , il 30: При неизменности внешних условий действующих на датчик феррозонда, эти коэффициенты длр|тельное врем  остаютс  посто нными. Коэффициенты .запоминаютс  в вычислительном блоке 8. Далее магнитометр работает в основном режиме: вычислительный- блок 8 управл ющих сигналов не выдает, управл емый задатчик |Э пол  пол  не создает, управл емый клю.ч 5 замкнут вычислительный блок 8 проводит испра ление поступающих в него результатов 9 и на выход магнитометра поступают значени : i Нд/)- l H j- Использование данного устройства в цифровом феррозондовом. магнитометре , работающем в комплексе с вычислительным блоком цифровой вычислительной машины, наиболее просто и без дополнительного усложнени  устройства позвол ет повысить точность характеристики магнитометров. Устройство использовано в разработанном и изготовленном макете цифрового магнитометра МНЦ-1, экспериментальные исследовани  подтвердили эффективность усложнени  устройства, юзвол ющего повысить точностные характеристики магнитометров. Формула изобретени  Цифровой феррозондовый магнитометр, :содержащий три измерительных канала, каждый из которых состоит из феррозондового сравнивающего блока с феррозондовым датчиком и компенсационной обмоткой в нем, последовательно соединенные блок управлени  и преобразователь код-напр жение, выход которого подключен к компенсационной обмотке, отличаю.щийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены вычислительный блок, управ;л емый задатчик пол , а также в каждый канал - управл е Ме ключи, которые подключены между выходом феррозондового сравнивающего блока и входом блока управлени , а к управл ющему входу каждого из управл емых ключей подключен один выход задатчика пол , другой выход которого подключен к компенсационной обмотке, вход вычислительного блока св зан с выходами блоков управлени  каналов, а управл ющий выход - с входом управл емого задатчика пол . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Т. Афанасьев Ю.В., Люлик В.П. Трехкомпонентный феррозондовый магниометр . В сб. Геофизическа  аппараура ,. Л.,. Недра,, вып. 36 1968.
2. 2. Семенов Н.М., Яковлев Н.И. ифровые феррозондовые магнитометры, ., Энерги , 1978, с. 130-136.

   / .