Устройство для измерения напряженности магнитного поля

(1% (11) 101 С 01 В 33/02 ГОСУД ПЮ ДЕ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследованийгеологоразведочных скважин(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯНАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ содержащее возбуждающий генератор, измерительный прибор, стержень, выполненный из ферромагнитного материала,на конце которого .помещен пьезоэлемент, при этом длина стержня кратна половине длины волны возбуждаемых в нем механических колебаний, а на его конце помещен пьезоэлемент, соединенный с генер.,тором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения возможности определения знака постоянного магнитного поля и измерения переменных магнитных полей, оно содержит катушку индуктивности и фазочувствительный детектор, причем катушка индуктивности помещена на стержне в области пучности возбуждаемых в нем механических колебаний, соединена с сигнальным входом фаэочувствительногодетектора, управляющий вход которого соединен с возбуждающим генератором, а выход - с измерительным приИзобретение относится к геофизике, н частности к устройствам дляизмерения напряженности магнитногополя и может быть использовано припроведении геологоразведочных работ.Известно устройство для измерения магнитного поля, содержащее кор-.пус, рамку с магнитом, осветитель,приемник света, светофильтры 1,Недостатком данного устройстваявляется невысокая надежность, 1 ОНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения напряженностимагнитного поля, содержащее возбуждающий генератор, измерительный прибор, стержень, выполненный из ферромагнитного материала, на концекоторого помещен пьезоэлемент, приэтом длина стержня кратна полонинедлины ноляы нозбуждаемых в нем механических колебаний, а на его концепомещен пьезоэлемент, соединенныйс генератором Г 21,1Недостатком изнестного устройстваявляются ограниченные Функциональные 5возможности, обусловленные невозможностью определения его с помощью знака постоянного магнитного поля и измерения переменных магнитных полей,Цель изобретения - расширеяиеФункциональных нозможностей путемобеспечения воэможности определениязнака постоянного магнитного поляи измерения переменных магнитных полей.Укаэанная цель достигается тем,что устройство для измерения напряженности магнитного поля. содержащее возбуждающий генератор, измеря"тельный прибор, стержень, выполнен-.ный из Ферромагнитного материала, "Она конце Которого размещен пьезоэлемент, при этом длина стержнякратна половине длины волны возбуждаемых в яем механических колебанийа на его кочце помещен пьезоэлемент, 45соединенный с генератором, содержиткатушку иядуктивности и Фазочувствитальный детектор, причем катушкаиндуктивности помещена на стержне н областипучяости возбуждаемых в нем мехаяи ческих колебаний,. соединена с сигнальным входом Фаэочунстнительногодетектора,. управляющий вход которогосоединен с возбуждающим генератором,а выход - с измеоительным прибором.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит стержень 1,выполненный из Ферромагяитного материала, пьезоэлемент 2, жестко соединенный с концом стержня 1, катушку ф3 индуктивности, помещенную на с,.ержне 1 в области, соответствуюшей дучности механических колсбаний, возбуждающий геяератор 4, выход которогосоединен с пьезоэлементом 2, Фаэсвый 65 детектор 5, сигнальный вход которогосоединен с катушкой 3 иядуктивности,управляющий нход соединен с выходомвозбуждающего генератора 4,. а выходс измерительным прибором б.устройство работает следующимобразом,Возбуждающий генератор 4 вырабатывает напряжение сияусоидальнойФормы, приводящее пьезоэлемент 2в колебательное движение, котороевозбуждает механические колебанияпо всей длине стержня 1. В областиразмещения катушки 3 индуктивностипроисходит чередование сгустков иразрежений механических напряжений,приводящее к модуляции суммарногомагнитного момента доменов стержня 1,нь.зывающего н свою очередь модуляцию магнитного потока измеряемогомагнитного поля, направленного вдольоси стержня 1, например слева напрано, Длина стержня 1 выбирается изусловия обеспечения механическогорезонанса для получения максимальной ащлитуды механических колебаний, В катушке 3 индуктивяости индуцируется ЭДС с частотой механическихколебаний в стержне 1, При. этом катушка индуктиняости помещена настержне 1 н области пучяости, гдеимеется наибольшая величина амплитуды механических колебаний, для получения максимального сигнала, Сигналс катушки 3 иядуктиэности поступаетна фазовый детектор 5 который детек.тирует его с учетом Фазы опорногонапряжения снимаемого с возбуждающего генератора 4 и поступает наизмерительный прибор. При смене направления.измеряемого магнитногополя на противоположное изменяетсяфаза ЭДС индукции катушки 3 иядуктин.ностиаким образом по выходному сигяалу Фазового детектора 5 можно определять знак постоянного магнитногополяПри измерении переменного магнитяого поля с выхода катушки 3 индуктиняости снимается выходное напряжеяие возбуждающего генератора 4, мо"дулироваяяое измеряемым переменныммагнитным полем, и подается на фаэояый детектор 5, где ояо демодулируется,При переходе величины измеряемогомагнитного поля через ноль выходноенапряжение катушки 3 иядуктивностименяет Фазу на противоположную, авыходное напряжение фазового детектора 5 меняет знак, Частота возбуждающего геяератооа 4 должна примернона порядок превышать частоту измеряемого магнитного поля,Изобретение позволяет расширитьфункциональные возможности устройства, обеспечить возможность измеренияпеременного мат нитного поля и опреЗаказ 7734/33 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113 О 35, Москва, .Ж, Раушская наб., д.4/5.Филиал .ППП Патент., .г.увгород, .ул.Проектная,4 деления знака постоянного магнитнОго поля благодаря использованию фазового детектирования выходного сигнала катушки индуктивности, помещенной на ферромагнитном стержне, находящемся под воздействием механичес.ких колебаний заданной .частоты.