Магнитометр

.8)1909435,рототип). жащий чере йс иарцевый конден меритеным маи ампл леночдечнико с целью реобразованный между а велич ия в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ) МАГНИТОМЕТР, содер енератор возбуждения атор связи соединенн ьным контуром с танк ниточувствительным с тудный детектор, о т и й с я тем, что ния коэффициента п него введен включе измерительным контуром и амплитудным детектором умножитель глубины ампли" тудной модуляции, состоящий из одностороннего ограничителя, конденсатор связи и параллельного колебательного контура, причем ограничитель выполнен на двух последовательно включенных между нинами питания полевых транзисторах разного типа проводимости с изолированным затвором, затворы транзисторов подключены к измерительному контуру, а стоки соединены друг с другом и через конденсатор свя зи подключены к параллельному колебательному контуру, настроенному на частоту возбуждения, к которому подключен амплитудный детектор.Изобретение относится к техникемагнитных измерений и может быть использовано при анализе слабых магнит"ных полей (0,1-100 нТл).Наиболее близким к изобретению 5по технической сущности является магнитометр, содержащий генератор возбуждения, конденсатор связи, измерительный контур с тонкопленочным магниточувствительным сердечником и 10амплитудный детектор 11Уровень полезного сигнала в известном магнитометре обусловленэффективностью воздействия измеряемого магнитного поля на амплитуду 15напряжения на контуре. Эта эффективность определяется добротностью измерительного контура и крутизнойзависимости магнитной проницаемостипленочного сердечника от измеряемого 20магнитного поля, Величина этих параметров ограничена и определяет уровень полезного сигнала на выходе магнитометра, а соответственно и его коэффициент преобразования, определяемый как К,= ЬЕВы/ЬН, В различных областях науки и техники требуют.ся измерения магнитных полей в диапазоне 0,1-100 нТл. Для этой цели наиболее пригодны магнитометры, подоб- З 0 ные известному устройству, но имеющие более высокий коэффициент преобразования К,.Целью изобретения является увеличение коэффициента преобразования магнитометра. Эта цель достигается тем, что в магнитометр, содержащий кварцевый генератор возбуждения, через конденсатор связи соединенный с измеритель 40 ным контуром с тонкопленочным магниточувствительным сердечником, и амплитудный детектор, введен включенный между измерительным контуром и амплитудным детектором умножитель глубины45 амплитудной модуляции, состоящий из одностороннего ограничителя, конденсатора связи и параллельного колебательного контура, причем ограничитель выполнен на двух последовательно включенных между шинами питания полевых транзисторах разного типа проводимости с изолированным затвором, затворы транзисторов подключены к измерительному контуру, а стоки соединены друг с другом и через конденсатор связи подключены к параллельНому колебательному контуру, настроенному на частоту возбуждения, к которому подключен амплитудный детектор.На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.Кварцевый генератор возбуждения выполнен по схеме емкостная трехточка" на транзисторе 1. Кварцевый резонатор 2 включен между коллектором и базой транзистора 1. База транзистора через резистор 3 подключена к источнику питания и через конденсатор 4 к земле. Коллектор транзистора 1 через дроссель 5 подключен к источнику питания, а через конденсатор 6 связи к измерительному контуру, состоящему из катушки 7 индуктивности, конденсатора 8 и затворам полевых транзисторов 9 и 10 умножителя глубины амплитудной модуляции. Катушка 7 измерительного контура снабжена тонкопленочным магниточувствительным сердечником 11, ось легкого намагничивания которого показана стрелкой 12, и включенного параллельно катушке конденсатора 8. Стоки транзисторов 9 и 10 подключены друг к другу и через конденсатор 13 связи к параллельному колебательному контуру, который состоит из катушки 14 индуктивности и конденсатора 15. К этому же выводу контура подключен амплитудный детектор, в качестве которого используется эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе 16. Противоположный вывод контура подключен к опорному диоду 17, зашунтированному конденсатором 18. диод 17 в прямом направлении через резистор 19 подключен к источнику питания, В цепи эмиттера транзистора 16 включен параллельный фильтр низкой частоты из резистора 20 и конденсатора 21, с которого снимается полезный сигнал. Устройство работает следующим образом.Кварцевый генератор возбуждения через конденсатор в связи подает напряжение на измерительный контур, который расстроен по отношению к частоте подаваемого на него сигнала.Расстройка измерительного контура при отсутствии измеряемого магнитного поля выбирается такой величины, чтобы частота напряжения возбуждения приходилась на верхнюю границу полосы пропускания. Благодаря этому измерительный контур для напряжения возЗаказ 6764/32 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 буждения имеет емкостное сопротивление.Измеряемое магнитное поле, направленное вдоль оси легкого намагничивания сердечника 11, вызывает изменение индуктивности катушки 7, а соответственно и собственной резонансной частоты измерительного контура, При этом по закону измеряемого магнитного поля происходит изменение 1 О емкостного сопротивления измерительного контура, а соответственно и высокочастотного напряжения на нем. Напряжение, снимаемое с измерительного контура, подается на ограничи тель умножителя амплитудной модуляции, Ограничитель умножителя амплитудной модуляции пропускает верхнюю часть полуволн приходящего сигнала. При этом в спектре выходного сигнала ог О ,раничителя умножителя амплитудной модуляции появляется высокочастотная составляющая напряжения возбуждения с умноженной глубиной амплитудной модуляции. 25Напряжение возбуждения с умноженной глубиной амплитудной модуляции снимается с выхода ограничителя умножителя амплитудной модуляции, передается через конденсатор 13 связи и выделяется с помощью параллельного колебательного контура из катушки 14 индуктивности и конденсатора 15, настроенного на частоту возбуждения, Напряжение, приложенное к. контуру, детектируется и подается на выход схемы.Умножение глуСины модуляции происходит потому, что благодаря одностороннему ограничению уменьшается знаменатель Чо в формуле глубины амплигьЧтуднои модуляции а = - в то вреьЧокак числитель ьЧ остается неизменным 5 о - амплитуда напряжения возбуждения на выходе ограничителя при отсутствии измеряемого поля; Ь/ - приращение амплитуды напряжения возбуждения под действием измеряемого поля). В результате введения умножителя глубины амплитудной модуляции в предлагаемом магнитометре по сравнению с известным коэффициент преобразования увеличивается в 10-15 раз.