Магнитометр для измерения малых переменных магнитных полей

Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства М Ле 1679284/26-9) аявлено 12,Ч 11.1971присоединением зая М. Кл. б 01 г 33/06 киМ иоритет осударственныи комит Совета Министров ССС во делам изооретеннйи открытий Опубликовано 03,Х,1973. Бюллетень М 39 УДК 621.382.6.011.222Дата опубликовани исания 26,11.1974 вторызобретения Панин, Л. С. Чудновский и К. К, Щеголько Заявител сковскии ордена Трудового Красного Знамени инженернофизический институтГНИТОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕН МАЛЫХ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ зоне ости ведены суммансная цепочки,подключен к другой - через нератору синусвязан со вхотого в магнитометр в овращающая и резона один вход сумматора полосового фильтра,щающую цепочку к г ных колебаний, а выход ричем ыходу фазовра оидаль Изобретение может быть использовано для мерения переменных магнитных полей, имещих спектр частот от единиц герц до единиц мегагерц и изменяющихся в диапа от 10- до 10 э при пороге чувствительн 10- э.Известны магнитометры для измерения малых переменных магнитных полей, содержащие датчик Холла с концентраторами, который подключен к полосовому фильтру, резонансный усилитель, последовательно соединенный с амплитудным детектором и широкополосным усилителем, и помещенный в экран генератор синусоидальных колебаний, подключенный к аттенюатору.Однако известные магнитометры недостаточно чувствительны,Целью изобретения является увеличение чувствительности и расширение частотного диапазона при наличии постоянных магнитных полей, а также эффективное экранирование выводов датчика Холла без искажения измеряемого поля в области расположения датчидом полосового усилителя, при этом резонансная цепочка включена между аттенюатором и выполнен в виде усеченного конуса из магнитного материала с четырьмя симметрично расположенными в его теле каналами для выводов датчика.Изобретение пояснено чертежами.На фиг. 1 приведена функциональная блоксхема магнитометра; на фиг. 2 - схема кон 10 струкции держателя датчика Холла и концентраторов,Магнитометр для измерения малых переменных магнитных полей содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, помещенный в15 экран, выход которого соединен со входамифазовращающей цепочки 2 и аттенюатора 3.Выход аттенюатора 3 соединен со входом резонансной цепочки 4. Цепь питания датчика Холла 5 подсоединена к выходу резонансной20 цепочки 4, а выход датчика Холла 5 подсоединен ко входу полосового фильтра 6. Входы сумматора 7 подсоединены ко входам фазовращающей цепочки 2 и полосового фильтра 6. Выход сумматора 7 подсоединен ко входу25 резонансного усилителя 8. Вход амплитудногодетектора 9 подсоединен к выходу резонансного усилителя 8. Выход детектора 9 подсоединен ко входу широкополосного усилителя 10, выход которого является выходом магни тометра.Держатель датчика Холла 5 (фиг. 2) и ферритовых концентраторов 11 состоит из двух частей. Первая часть представляет со. бой усеченный конус 12, изготовленный из железа, с четырьмя симметрично расположенными в нем каналами а, б, в, г для выводов датчика Холла 5, закрепленного в зазоре концентраторов 11, Поверхность конуса 12 и стенки его каналов обмеднены. Это обеспечивает экранирование выводов датчика Холла 5 от внешних полей и их взаимного электромагнитного влияния. Такая форма экрана позволяет уменьшить вносимые им искажения в измеряемое поле в области расположения датчика Холла 5. Крепление концентраторов 11, усиливающих напряженность магнитного поля и способствующих уменьшению влияния конического экрана на измеряемое поле, осуществляется при помощи второй части 13 держателя, имеющей цилиндрическую форму и изготовленной из диэлектрика, которая вместе с конусом 12 крепится на лицевой панели магнитометра.На датчик Холла 5, помещенный в зазор концентраторов 11, от генератора 1 через аттенюатор 3 и резонансную цепочку 4 подается ток питания частоты 1,=43 Мгц, При воздействии на датчик Холла 5 переменного магнитного поля с верхней и нижней частотами его спектра , и 1 в датчике Холла 5 происходит амплитудно-балансная модуляция тока питания магнитным полем при отсутствии постоянной составляющей поля и пренебрежимо малом значении напряжения неэквипотенциальности.Э. д.с. Холла на выходе датчика Холла 5 занимает область частот о - ; о+в, а э,д.с, индукционной наводки - , ,. Напряжение с датчика Холла 5 поступает на полосовой фильтр б с полосой пропускания 1, -1,+Ь, где происходит значительное ослабление индукционной наводки, Фильтрованный сигнал поступает на сумматор 7, где происходит его суммирование с напряжением, поданным от генератора 1 через фазовращающую цепочку 2. После сумматора 7 напряжение усилива 20 25 30 35 40 45 ется резонансным усилителем 8 с полосой усиливаемых частот 1, - в, о+В, где происходит дальнейшее ослабление индукционной наводки. Далее сигнал детектируется обычным амплитудным детектором 9 и после детектирования усиливается широкополосным усилителем 10 до величины, необходимой для наблюдения его на экране осциллографа. Регулируемая фазовращающая цепочка 2 позволяет устанавливать режим работы амплитудного детектора 9, компенсируя воздействие на преобразователь постоянной составляющей магнитного поля. Аттенюатор 3 позволяет регулировать амплитуду тока питания датчика Холла 5, т. е, чувствительность датчика. Предмет изобретения 1. Магнитометр для измерения малых переменных магнитных полей, содержащий датчик Холла с концентраторами, который подключен к полосовому фильтру, резонансный усилитель, последовательно соединенный с амплитудным детектором и широкополосным усилителем, и помещенный в экран генератор синусоидальных колебаний, подключенный к аттенюатору, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения частотного диапазона при наличии постоянных магнитных полей, в него введены сумматор, фазовращающая и резонансная цепочки, причем один вход сумматора подключен к выходу полосового фильтра, другой - через фазовращающую цепочку к генератору синусоидальных колебаний, а выход связан со входом полосового усилителя, при этом резонансная цепочка включена между аттснюатором и цепью питания датчика Холла.2. Магнитометр по п, 1, отличающийся тем, что, с целью эффективного экранирования выводов датчика без искажения измеряемого поля в области расположения датчика, экран выполнен в виде усеченного конуса из магнитного материала с четырьмя симметрично расположенными в его теле каналами для выводов датчика.399804 экран сталь) Г БайЪед рраи мввь экан ювЭь) 9 иг. 1 Риг. Я Составитель С, Лукинская Техред Л. Грачева Корректор Л. Новожилова Редактор А. Зиньковский Заказ 220/11 Изд.46 Тираж )оо Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5