Цифровой магнитостатический измеритель магнитной индукции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 00 5)4 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ю / .,Ж ЬСТВУ(21) 34 (22) 02 (46) 07 (71) Сп ро физи АН СССР 88412/24-21, соединенные ельный ан и ре" преобраю катушройенныг обого(54)(57)ЦИФРОВОЙ МАГНИТОСТАИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИдержащий последовательно сомагнитостатический чувствиэлемент, частотный нуль-орвгрсивный счетчик, а такжезователь код-аналог и перву ку обратной связи, о т л и ч а щ и й с я тем, .что, с целью пов нйя стабильности и точности изм ния, в него введены вторая катуш обратной связи, широтно-импульс модулятор, преобразователь напр ние-ток, переключатель и коммут тока, управляющий вход которого динен с выходом широтно"импульс модулятора, подключенного к рев сивному счетчику, сигнальный вх соединен с выходом преобразова напряжение-ток, подключенного к ходу преобразователя код-анало выходы соединены с первой и вто катушками обратной связи, включ ии встречно относительно один д го, причем управляющие входы пр раэователя код-аналог и частотн нуль-органа подключены к выходу реключателя.317 1 1190Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для использования в аппаратуре, применяемой при исследовании магнитного поля Земли и планет. 5Цель изобретения - повышение стабильности и точности.На чертеже представлена функциональная схема устройства.1 ОУстройство содержит магнитостатический чувствительный элемент 1, по мещенный в геометрическом центре первой 2 и второй 3 катушек обратной связи, частотный нуль-орган 4 реФ 15 версивный счетчик 5, к которомуподключен широтно-импульсный модулятор 6, соединенный выходом с управляющим входом коммутатора 7 тока, преобразователь 8 напряжение-ток, подклю 20 ченный к выходу преобразователя 9 код-аналог, управляющие входы преобразователей 8 и 9 подключены к выходам переключателя 10.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии магнитостатический чувствительный элемент 1 занимает нулевое положение и сигнал на его выходе отсутствует.Как следствие ЗО этого на выходах частотного нуль-органа 4 не формируются импульсы счета и в реверсивном счетчике 5 фиксируется постоянное значение кода. Широтно" импульсный модулятор 6, подключенный 35 к выходам реверсивного счетчика 5, формирует импульсы с периодом Т, длительность которых с определяется значением кода, записанного в реверсивном счетчике 5. Выходной сигнал 40 широтно-импульсного модулятора 6 управляет коммутатором 7 тока таким образом, что ток Т с выхода преобразователя напряжение-ток 8 в течение вре менипротекает через первую ка тушку 2 обратной связи, а в остальную часть периода, равную (Т-ь), через вторую катушку 3 обратной связи, включенную встречно по отношению к первой. Если катушки 2 и 3 обрат ной связи имеют равные коэффициенты преобразования К р тока 1 в значение магнитной индукций В , то среднее значение магнитной индукции Вс, формируемое катушками 2 и 3 обратной свя 55 зи в объеме магнитостатического чувствительного элемента 1, определяется из выражения: сР=Т пР о Т "вРо=1 1 "ПРо Исходное состояние устройства сохраняется до тех пор, пока среднеезначение магнитной индукции Вс уравновешивает значение измеряемой магнитной индукции в объеме магнитоста"тического чувствительного элемента 1.Любое нарушение равновесия вследствиеизменения измеряемой магнитной индукции вызывает появление сигнала на выходе магнитостатического чувствительного элемента 1, что, .в свою очередь, приводит к появления импульсовсчета на выходах частотного нуль-органа 4 и изменению значения кода вреверсивном счетчике 5. Этот процесспродолжается до достижения новогосостояния равновесия. Анализ выражения (1) позволяет сделать следующие выводы.1. Среднее значение магнитной индукции Вв объеме магнитостатического чувствительного элемента 1 может принимать как положительные (при 0 - ь- ), так и отрицательныет(при -Т) значения, проходягл Т через нулевое значение при ь22. Величина ступени изменения магнитной индукции обратной связи определяется числом разрядов реверсивного счетчика 5 и значением тока 1 на выходе преобразователя 8 напряжение" ток, А она, в свою очередь, определяет цену деления младшего разряда цифрового отсчета магнитной индукции,3, Точность преобразования значения кода реверсивного счетчика 5 в значение магнитной индукции Вс в объеме магнитостатического чувствительного, элемента 1 определяется лишь точностью работы широтно-импульсного модулятора 6, а он может быть сделан сколь угодно точным путем использования цифровых методов модуляции (например, с использованием дополнительного счетчика). 4. Повышение стабильности работы устройства достигается эа счет .ого, что при регистрации стационарных про" цессов изменения геомагнитного поля работа устройства происходит вблизи середины его измерительного диапазона, где среднее значение магнитной индукции Вс в объеме магнитостатического чувствйтельного элемента 1 близ-,3 190317 4 ко к нулю. Таким образом, близ-ния элементов устройства оставался ка к нули и абсолютная неста- неизменным,бильность В за счет нестабиль- Устройство обладает меньшей нестаности 1 и Кстии бильностью, которая в основном определяется нестабильностью тока 1Устройство допускает простое регбеР У формируемого преобразователем напрялирование цены деления младшего раз- жениееток, и может быть сделана пре. ряда цифрового отсчета магнитной ин- небрежимо малой рациональным выбором дукции путем изменения значения токатпреобразователя. Преооразование кода 1 на выходе преобразователя 8 на я 1 пр О реверсивного счетчика в значение магжениееток. Это достигается за счет нитной индукции, основанное на провключения на входе преобразователяД р разо ателя 8 межуточном преобразовании кода в шинапряжениееток преобразователя 9 коод ротноеимпульсный модулированный сиганалог, управляемого переключателя 10 нал, позволило исключить погрешносцены деления цифрового отсчета. Одно ти преобразователя кодеанапог, как временно с изменением цены деления погрешность нелинейности и погрешпроизводится изменение крутизны пре- ность, обусловленную различием весо. образования частотного нудь-органа 4 вых резисторов п бУ ов прео разователя, и чтобы общий коэффициент преобразовд- повысить точность устройства.Составитель А, ГуськовРедактор С. Лыжова Техред А.Кнкемеэей Корректор Л.Пилипенкои е ее е е е е е а иееееие ие и аа Заказ 6975/48 Тираж 747 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий)13035, Москва, Же 35, Раушская наб д. 4/5 и еее ее аеи аиа ие а а Филиал ППП "Патент",гУжгород, ул. Проектная, 4