Феррозондовый магнитометр

ФСЕС ГС)ц А Г,.61 )га Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30 авт, свид-ву 1375/21 51) М. В 33/02 ки осударстаенныи номитеСоаета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 6 Бюллетен(53) УДК 621.317.44 088.8) 45) Дата опубликования описания 0 Авторы изобретени(71) Заявител 4) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМ змерения вано для тоянного тры для тных по. генератор формиро. инвертор, лектронЛ. Д. Метелев и Г. А. Карав Изобретение относится к области имагнитных полей и может быть использовысокоточного измерения параметров посмагнитного поля.Известны феррозондовые магнитомеизмерения параметров постоянных магиилей, содержащие феррозондовый датчик,возбуждения, фильтр низких частот,ватель прямоугольных импульсов, фазочерез преобразователь,связанный с двумя эными ключами, регистрирующий прибор 4 Однако они имеют недостаточные точность и чувствительность измерения,Известны устройства аналогичного назначения, содержащие феррозондовый датчик, генератор, формирователь прямоугольных импульсов, усщтитель, фильтр первой и второй гармоник, схемы совпадения с формирователями импульсов постоянной энергии, интеграторы и измерительный прибор, при этом усилитель через формирователь прямоугольнь 1 х импульсов, схемы совпадения и интег. рирующие цепи подключен к измерительному при. бору, феррозонд подключен к усилителю через фильтр первой и второй гармоник, а вторые входь,схем совпадения подключены к генератору черездифференцирующую цепь Г 2 .1.В этих магнитометрах для измерения величиныпостоянного магнитного поля, которое пропорци.онально второй гармонике сигнала феррозонда,сравниваются длительности раэнополярных пря.моугольных импульсов, сформированных из сиг.нала феррозонда, содержащего после фильтра пер.вую и вторую гармоники и сигнала генератора,питающего феррозонд, и по их несовпадению формируются импульсы постоянной энергии.Такой магнитометр имеет ограниченные чувст.вительность и точность,Цель изобретения - повышение точности и чувствительности устройства,Это достигается тем, что в предлагаемом ферро.зондовом магнитометре, содержащем генератор,выход которого подключен к входам формирователя прямоугольных импульсов н ферро зонда,через усилитель соединенного с входами двух клю.чей, вторые входы которых связаны с выходамиформирователя прямоугольных импульсов, и ре.,гистрирующий прибор, введены последовательносоединенные источник постоянного тока и делительтока, подключенные к регистрирующему прибору.530289 Регистрирующий прибор выполнен в виде ком.плексного электродинамического прибора, непод.вижные катушки которого соединены с выходамисоответствующих ключей, а подвижная катушка - сделителем тока. ЬНа чертеже показана блок-схема магнитометра.Магнитометр содержит генератор 1, феррозонд 2,усилитель 3, формирователь импульсов 4, электронные 1 ключи 5 и б, комплексный электродинамический прибор 7, имеющий неподвижные катушки 8 и910и подвижную рамку 10, делитель тока 11, источник постоянного тока 12,Магнитометр работает следующим образом.Феррозонд 2 и формирователь 4 возбуждаетсяпеременным током от генератора 1, Выход ферро 15зонда соединен с входом усилителя 3, а выходыформирователя 4-с входами управления электрон.ных ключей 5,6, сигнальные входы которыхсоединены с выходом усилителя. Выходы электронных ключей 5,6 подсоединены к катушкам 8,9электродинамического прибора, подвижная рам.ка 10 которого подключена к источнику постоянного тока через делитель 11. Комплексный электродинамический прибор 7 представляет собой двух.степенный электродинамический прибор с подвиж. 2 Ьной частью в специальной ампуле с демпфирую.,щей жидкостью и световым указателем на шкалув полярной системе координат.Сигналы на выходах формирователя представляют,собой однополярные прямоугольные импуль. 30сы удвоенной частоты по отношению к частотевозбуждения феррозонда, причем эти сигналы сдвинуты друг относительно друга по фазе на четвертьпериода.В процессе измерения на сигнальные входы 36электронных ключей 5,6 поступает с феррозонда 2усиленный цолигармонический сигнал, а на входыуправления ключей подаются сигналы с формирователя 4. Под действием Сигналов формирователяэлектронные ключи 5,6 открываются с частотой 2 ы щи со сдвигом на четверть периода. Когда открыт ключ5, сигнал феррозонда. проходит через катушку 8электродинамического прибора, а когда открытключ 6-через катушку 9.В подвижной рамке 10 прибора 7 протекает от 45источника 12 постоянный ток, поэтому она отклоняется только в том случае, если сигнал, проходящий через катушки 8,9, содержит постоянную составляющую, а гармонические составляющие сигнала, проходящего по катушкам 8,9, не приводят к 59отклонению подвижной рамки, т.к. степень демпфирования подвижной части комплексного электродинамичеекого прибора больше единицы, а соб.ственная частота менее 1 1 ц,Проведенные исследования показали, что если 611злек 1 ронные ключи открывать прямоугольнымиимпульсми удвоенной частоты по отношению кчастоте возбуждения феррозонда, то постояннаяосталающая будет в катушках 8,9 только в томслучае, когда сигнал феррозонда содержит гармо ники частоты всю, 6 се), 2 (20+1) сю ( г 1 =О Д"которые несут полезную информацию и появляютсятолько при воздействии на феррозонд постоянногомагнитного поля. Величины постоянных составляющих токов, протекающих по катушкам 8,9 равны Э = р Е 1 гп 5 о Ч и (2 п 1) где Ъц 2,И.амплитуды гармоник:фазовые сдвиги гармоник,При этом подвижная рамка 10 отклоняется подвум взаимноперпендикулярным направлениям науглы ЪД,= - Е .ги СОБИ;Л и 2(хо+4 0где К - коэффициент, учитывающий конструктивные параметры прибора;ф 7 о . величина тока в подвижной рамке, а световой указатель на шкале прибора 7 отклоняется в направлениина величинуК Зо Й где, г - оптическое плечо светового указателя.Из выражения (3) видно, что величина отклонения светового указателя на шкале прибора пропорциональна амплитуде 2 (2 п+1) Ю гармоник сиг.нала феррозонда, т.е. пропорциональна величине измеряемого магнитного поля.Нестабильность начальной фазы 9 вызываетперемещение светового указателя на шкале по окружности радиусаг(= - Х ",тто2(го+) Йг) и не приводит к погрешности измере я.Зависимость величины отклонения рамки 10 отвеличины протекающего по ней тока позволяет изменять рабочий диапазон магнитометра и увеличивать его чувствительность до требуемой величины в тех случаях, когда повышение чувствительности путем увеличения коэффициента передачи усилителя невозможно из-за искажения полезного сиг.нала. Формула изобретения Феррозондовый магнитометр, содержащий генератор, выход которого подключен к входам формирователя прямоугольных импульсов и феррозонда, через усилитель соединенного с входами двух ключей, вторые входы которого связаны с выходами формирователя прямоугольных импульсов, и ре. гистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствитель530289 Составитель Е. ДанилинаТехред Г Рода, Корректор А. Гриценко Редактор Т, Рыбалова Тираж Подписное ЦНИИПИ Государствейного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5Заказ 5222/647 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности, он снабжен последовательно соединенными источником постоянного тока и делителем тока, подключенным к регистрирующему прибору.2. Ферроэондовый магнитометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что регистрирующий прибор выполнен в виде комплексного электродинамического прибора, неподвижные катушки которого соединены с выходами соответствующих ключей, аподвижная катушка - с делителем тока.Источники информации, принятые во вниманиепри эксперткзее1, Авт. св. СССР Ю 263729, 6 01 В 33/02,04.06.68,2. Авт, св. СССР У 310203 6 01 й 33/02, 09.02.70.