Устройство для измерения магнитных полей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801078368 А ВСЮ 0 01 В онный ллоеворх его ьнойусилий при(22)О ИСТВО,ЦЛЯ ИЕй-,. содержащединенные ге МАГ дов 3531195/18-2124,12.8207 Л 3.84. Вюл,В.П.КороткийИнститут электроой ССР621.317.44 (088.1. Афанасьев Ю.вЭнергия", 1969 рСеменов И.М., Явые феррозондовыЭнергия", 1978.,57) УСТРТНЫХ ПОЛельно со 8)феррозонды.с. 10.ковлев Н.И,е магнитометры,с. 5-10.ЗМЕРЕНИЯее после- нератор возбуждения и магнитомодуляципреобразователь в виде пермаго стержня с намотанными повобмоткой возбуждения и сигналобмоткой, а также резонанснытель, детектор и измерительныбор, отличающеесячто, с целью повьпаения точномерений, в него введены линики и сумматор, первый вход ксоединен с выходом линии задвторой вход в . с сигнальной оподключенной к входу линии за выход сумматора подключенрезонансного усилителя. ем,и иззадержлрогожки,откой,ержки,входу50 55 60 65 Изобретение относится к измери -тельной технике и служит для преоб-разования магнитных полей в электрический сигнал, может быть использовано для магнитных измерений вгеофизике, дефектоскопии и другихобластях науки и техники.Известен феррозондовый магнитометр с выделением полезного сигналана второй гармонике частоты возбуждения, в котором для получения сигнала используется двухэлементныйФеррозонд, содержащий два идентичныхстержневых сердечника, каждый из которых помещен в идентичные катушки,оси которых расположены параллельнодруг относительно друга. Катушкисоединены последовательно и подключены к генератору возбуждения, поверх катушек нанесена сигнальная обмотка, подключенная к входу усилителя, настроенного на вторую гармонику частоты возбуждения. Выход резонансного усилителя подключен кдетектору, который соединен с измерительным прибором (.1 1.Недостатком его является низкаяточность измерений, обусловленнаясложностью подбора двух идентичныхаердечников и расположения их парал.лельно друг относительно друга.Известен феррозондовый магнитометр, содержащий магнитомодуляторный преобразователь, в котором используется одноэлементный феррозонд,содержащий один пермаллоевый стержень, помещенный в катушку, подключенную к генератору возбуждения. Поверх катушки размещена сигнальнаяобмотка, подключенная к входу ре зонансного (избирательного) усилителя, настроенного на вторую гарронику генератора возбуждения. Зыходусилителя соединен с детектором,подключенным к измерительному прибору 2 ,Недостатками известного устройства являются низкая точность,обусловленная необходимостью выделения сигнала второй гармоники на фоне нечетных гармоник, в частности1-й и З-й, являющихся помехой, атакже применение сложных избирательных усилителей.Целью изобретения является повы,шение точности, измерений.Поставленная цель достигаетсйтем, что в устройство для измерениямагнитных полей, содержащее последовательно соединенные генератор возбужденич и магнитомодуляционныйпреобразователь в виде пермаллоевого,стержня с намотанными поверх егообмоткой возбуждения и сигнальнойобмоткой, а также резонансный усилитель, детектор и измерительныйприбор, введены линия задержки и,сумматор, первый вход которого оединен с выходом линии задержки,торой вход - с сигнальной обмоткой,подключенной к входу линии задержки,а выход сумматора подключен к входу 5резонансного усилителя.На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства,на Фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство (фиг,1) состоит иэ 10 последовательно соединенных генератора 1 возбуждения, магнитомодуляционного преобразователя 2, линии3 задержки, сумматора 4, резонансного усилителя 5, детектора 6 и изме рительного прибора 7. Второй входсумматора 4 соединен с входом линии3 задержки.Устройство работает следующимобразом.Генератор 1 возбуждения периодически перемагничивает сердечникмагнитомодуляционного преобразователя 2. Сигнал с обмотки магнитомодуляционного преобразователя 2 поступа ет на первый вход сумматора 4 черезлинию 3 задержки, Этот же сигналпоступает на второй вход сумматора4. В результате на выходе сумматорасигнал содержит только четные гармоники частоты возбуждения. Втораягармоника, используемая обычно дляполучения информации об измеряемомполе, выделяется резонансным усилителем 5, включенном на выходе сумматора 4. С выхода резонансного З 5 усилителя 5 сигнал поступает на детектор б и измерительный прибор 7.При нулевом измеряемом поле Ни синусоидальном поле возбуждения(фиг,2 а), образуемом в катушке воэ буждения магнитомодуляционного преобразователя 2 генератором 1 возбуждения, в соответствии с зависимостью В сердечника от поля Н (фиг.2 б)зависимость индукции сердечника В от 45 времени имеет вид, изображенный .на фиг.2 в пунктирной линией. Зависимость индукции от времени симметрична относительно оси абсцисс, исоответственно симметрична относительно оси абсцисс и функция,е (ЭДС)в обмотке, (фиг,2 г). При таком видесимметрии функция содержит лишь нечетные гармоники. При действии поляНр симметрия нарушается (фиг.2 д,1.ЭДС (е) сигнальной обмотки приэтом содержит четные и нечетные гармоники, Задержанный на полпериодаполя возбуждения сигнал е 2 на выходелинии 3 задержки (фиг.2 ж) и сигнале с сигнальной обмотки складываетсяна выходе сумматора 4, в результатеобразуется сигнал ез (фиг,2 к), содержащий только четные гармоники,Далее 2-я гармоника сигнала е отФильтровывается резонансным усилителем 5 с выхода резонансного усилите.Бутяга Подписноа СССРИйд, 4/5 Заказ 957/40 Тираж 711 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская налиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля 2-я гармоника сигнала, несущая информацию об измеряемом магнитном поле, поступает на детектор б, подключенный к измерительному прибору 7.В результате практически полного подавления первой и,третьей гармоник не предъявляется жестких требований к избирательности резонансного усипителя 5 по второй гармонике. Таким образом, уровень помех, на фоне ко О торых выделяется вторая гармоника,несущая информацию об измеряемом поле, значительно понижается, что повышает точность измеренкЛ.Благодаря использованию линии задержки и сумматора решена проблема вццеления второй гармоники одноэлементного феррозонда, а следовательно повышена точность магнитометра при измерении слабых магнитных полей. Предлагаемый магнитометр прост в изготовлении и настройке, так как содержит один сердечник.