Ферритовый магнитомодуляционный датчик

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУзубез 5 О Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 14.10,77(51) М. Кл.з 6 01 Р, 33/00 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторы тзобрегспця Э, А. Мельников, Г. Б, Волобуев, В, И, Заец, Б. П. Саламахин и А. И. Анашкин Воронежский политехнический институт(54) фЕРРИТОВЫЙ МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТЧИК Изобретение относится к области магнитометрии, предназначено для преобразованияслабых переменных и постоянных магнитныхполей в электрический сигнал и может использоваться в геофизике, геологии и других 5областях науки и техники, где требуется регистрация и измерение слабых магнитных полей,Известен магнитомодуляционный датчик,содержащий ферритовое кольцо с прямоугольными сквозными прорезями и обмоткой возбуждения, а также магнитосвязанные черезкольцо ферритовые стержни с измерительными обмотками, выполненные в виде полуколец (1). 15Однако этот датчик обладает недостаточнойпомехозащищенностью и значительным собственным излучением.Известен также ферритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий перемагничивающий элемент в виде замкнутого кольцевого ферритового сердечника, и приемные катушки, а также ферритовые стержни, магнитосвязанные через замкнутый кольцевой феррцтовый сердечник тдк, что их продольная ось параллельна его плоскости, а приемные катушки расположены на самих стержнях вне зоныперемагничивания (2).Однако этот датчик также ооладает недостаточной трансляционной помехозащищенно стью, т. е., если в эфире существует электромагнитный сигнал, частота которого равна частоте магнитной модуляции, то оц беспрепятственно пройдат через все тракты приемного устройства, поскольку па эту частоту настроены преобразующие контура датчика ц входные цспц рсгцстрцру 1 ощего устройства.Кроме того, этот дгт 1 ик обладает значительным собственным пзлучсшсм, которое вызвано тем, что модулированный мапштцый поток в магнитном поле спгндла цс существует, а модуляционный поток Ооразустся пспосредствсццо в моду: яторс. Этот псрсмснный поток, проходя чсрез концентраторы ц наводя в прсОбразующ;1 х "ат шках ЗДС, ддлсс здмыкдстся через 01 срузка 01 цес датчк пространство. ЭтОт поток имеет достато шо высокую интенсивность и г, ряде случаев созддст значительные помехи расположенной вблизи датчика электронной аппаратуре.Цель изобретения - повышешс трапсляццонной помехозащ 1 ш;с 1 шостц и сцпжсцпс уровня собственного магнитного пзлу 1 с;Пя.Зто достигается тем, что фсррптовыЙ мдг Итомод",ляпцоццый дат 11 к, содс"кап 1 ц дГ- нитныЙ модулятор с ОбмоГНОЙ воз оуждснпя, два соосцых з 1 НГНГГ 1;Ых стсж;я-ко:1 цсптрдтоРД, магн 1 ТОСВ 513 ац;-1.с мстцдГ СОООЙ 1 СРсз ыДГ- нитный модулятор, и выходные обмотки. снабжен цепсрсмд 1 НП 1 пваощцз 1 пся мдгнптцьмп пе 5765505 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ремычками, магнитно связывающими междусобой стержни-концентраторы, переменнымиконденсаторами, переменными резисторами изаграждающими обмотками, размещеннымина стержнях-концентраторах, при этом однаполовина заграждающих обмоток замкнута папеременнлые конденсаторы, а другая - на перемепыс резисторы, а выходные обмотки намотаны па псперсмагппчивающиеся магнитныеперемычки,1-1 а чертеже представлена функциональнаясхема ферритового мапитомодуляционногодатчика.Датчик содержит магнитный модулятор 1 собмоткой возбуждения 2, два соосных магнитных стержня-концентратора 3 и 4, магнитосвязанные между собой через магнитный модулятор 1. Стержни-копцентраторы 3 и 4 связаны между собой магнитно-неперемагпичивающимися магнитными перемычками 5 и 6 (перемычек в датчике может быть и больше), накоторых намотаны выходные обмотки 7 и 8 спараллельно включенными конденсаторами 9и 10, соответственно, при этом обмотки 7 п 8и конденсаторы 9 и 10 образуют рсзонанспыеконтуры, рсзопапспая частота которых совпадает с частотой мапштпой модуляции. На пспсрсмапшчивающихся стержнях-концентраторах 3 и 4 размещены заграждающие обмотки11, 12, 13 и 14, причем заграждающис обмотки11 и 13 замкнуты соответственно па персмсппыс рсзисторы 15 и 16, а заграждающис обмотки 12 и 14 - па перемеппые конденсаторы17 и 18.Работа датчика заключается в следующем.Измеряемос магнитное поле модулируетсявысокой частотой возбуждения магнитного модулятора 1, благодаря действию которого образуется высокочастотное магнитное поле,магнитодвижущая сила которого сосредоточена в магнитном модуляторе 1.Высокочастотный модулированный потоксигнала замыкается через перемычки 5 и 6,на которых намотаны выходные обмотки 7 и 8датчика и наводит в них ЭДС сигнала, В данном случае магнитопровод для высокочастотного магнитного поля замкнут, что позволяетзначительно увеличить эффективность преобразования и уменьшить поток рассеяния вокруг датчика, поскольку модулированный поток замыкается в магнитопроводе с малыммагнитным сопротивлением.Для подавления потока, проходящего встержни-концентраторы 3 и 4, на них размещены заграждающие обмотки 11, 12, 13 и 14.11 а низких частотах в контурах, образованныхобмотками 12 и 14 и конденсаторами 17 и 18,преобладающим является емкостнос сопротивление и ток, наводимый потоком сигнала весьма мал, т. е. па частотах сигнала обмотки 14п 12 препятствия для потока сигнала не создают,На частотах сигнала в контурах, образованпых обмотками 11 и 13 и резисторами 15 и 16 преобладает активное сопротивление и противоток, создаваемый обмотками 11 и 13, по правилу Ленца, сдвинут на 90 относительно создающего его потока сигнала, т. е. препятствия потоку сигнала также не создает,На частоте магнитной модуляции, которая па два в т порядка превышает частоту преобразуемого сигнала в контурах, образованных обмотками 11, 12, 13, 14, резисторами 15, 16 и конденсаторами 17 и 18, сопротивление практически полностью индуктивное и поток, вызываемый протеканием тока в этих контурах, по правилу Ленца, противофазен вызываемому ток потоку, Это приводит к эффективному подавлению потоков высокой частоты в стержнях-концентраторах 3 и 4. Использование комбинаций контуров с конденсаторами и резисторами позволяет сформировать необходимую частотную характеристику подавления с резким подъемом в заданной области частот. Эти контура играют двоякую роль. С одной стороны, они препятствуют прохождению модулированного поля в стержни-концентраторы 3 и 4, способствуя дальнейшему уменьшению поля рассеяния, а, следовательно, и поля излу- чения датчика, С другой стороны, они препятствуют прохождению в стержни-концентраторы 3 и 4 внешнего магнитного поля, если частота его близка к частоте магнитной модуляции, повышая тем самым трапсляциоеную помехозащищенность датчика,Систему перемычек 5 и 6 и модулятора 1 помещают в разрезанный проводящий экран и поле трансляционной помехи в обмотках 11, 12, 13 и 14 нс наводит ЭДС. Формула изобретенияФерритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий магнитный модулятор с обмоткой возбуждения, два соосных магнитных стержня-концентратора, магнитосвязанные между собой через магнитный модулятор, и выходные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения трансляционной помехозащищенности и снижения уровня собственного излучения, он снабжен неперемагничивающимися магнитными перемычками, магнитно связывающими между собой стержни-концентраторы, переменными конденсаторами, переменными резисторами и заграждающими об мотками, размещенными на стержнях-концеь. траторах, при этом одна половина заграждаюгцих обмоток замкнута на переменные конденсаторы, другая - на псременные резисторы, а выходные обмотки намотаны на неперемагппчивающиеся магнитные перемычки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1, Лвторское свидетельство СССР468201, кл. 6 011 33/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР 368560, кл. 6 018 33/00, 1972.576550 ЗылыЧ Выю Составитель С. Лукинскаяменская Техрсд А. Камышникова Корректо Рсдакт з 2290/15НПО Госуд 2 Т комитета Сове зобретений и о Ж, Раушск Типография, пр. Сапунова, 2 Изд. Ъе 5 рственного по делам 5, Москва ираж 1109а Министров ССкрытийя наб., д. 4/5 Денискина 1 одписиое