Магнитометр

(61) Дополн (22) Заявле ьное к авт. свид-ву 51) М, Кл.2 С 01 К 33/О 337809,21 3 76 (2 присоединением заявки3) Приорит асударстеенныи комитетСовета Министров СССРпо делам иэобретенири открытий 21,317.4088.8)(45) Дата опубликован описания 14.10,7 2) Авторы Е, 1 О. Кушарскпй и Д. П. ФедоровВоронежский политехнический институт изобретени 71) Заявител 4) МАГНИТОМЕ еподвижных неподвиж 1Изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано в качестве высокочувствительного и точного магнитометра в геофизике, геологии, для обнаружения ферромагнитных тел и т. п,Известны магнитометры, состоящие из вращающегося трансформатора, в котором на одном валу вместе с измерительной рамкой укреплена первичная обмотка вращающегося трансформатора, соединенная последовательно с рамкой. С этой обмоткой индуктивно связана вторичная обмотка вращающегося трансформатора. При вращении рамки в измеряемом магнитном поле на ее зажимах образуется ЭДС, которая создает в первичной обмотке переменный ток, трансформируемый во вторичную обмотку, что и обеспечивает бесконтактный съем полезного сигнала 11, Однако такие магнитометры имеют низкую чувствительность,Целью изобретения является повышение точности и чувствительности.Эта цель достигается тем, что магнитометр, содержащий измерительную рамку, укрепленную на валу, связанном с электромотором, и неподвижную катушку, снабжен параметрическим конденсатором связи, выполненным в виде двух групп укрепленных на валу подвижных пластин, подключенных к выводам измерительнои рамки и двух групп нпластин, подключенных к выводамной катушки.На фиг. 1 представлена структурная конструктивная схема магнитометра; на фиг, 2 - его электрическая схема,Магнитометр содержит изъерительную рамку 1, которая вместе с резонансным конденсатором 2 укреплена на валу 3. Выводы рамки присоединены к двум изолированным системам подвижных пластин 4, также укрепленных на валу 3 с помощью изолирующих втулок.В зазоры между подвижными пластинамивходят системы изолированных друг от друа 15 еподвньх пласн о, подлюченньхс началу и концу неподвижной катушки 6, параллельно которой подключен резонанснып конденсатор 7. Корпус 8 устройства также изолирован от пластин 5.Индуктивность 9 измерительной рамки 1вместе с резонансным конденсатором 2 образуют измерительный резонансный контур (фг, 2), настроенный на частоту вращения.Группа подвижных пластин 4 и группа неподвижных пластин 5 образуют переменные параметрические конденсаторы связи 10 и 11.Индуктивность 12 неподвижной катушки совместно с конденсатором 7 образуют выходной колебательный контур, настроенный на раз 576551И 1 сть ч 11 стот и 1521 мс"ичсскоп изссии 1 смкостп кои 1 еиеа 12 ров 1 О, 1 и частоты раценя,М 11 гиипомст р 1161 т 11 ст елеу 0 им обри:юм.В рамке 1, нращающсйся в измеряемом магиином поле, иидуцируется по закону индукции ЭДС, амплитуда которой равнаЕ = р,Н,5 У/а,г де ио - магнитная постоянная;Но - напряженность измеряемого магнитного поля;5 - площадь рамки;Й 5 - число витков рамки;в=2 л - угловая частота вращения рамки.Г 1 од влиянием этой ЭДС в контуре, состоящем из конденсатора 2 и иидуктивности 9 рамки 1, возникаст ток с частотой 1. Этот ток максимален, если контур настроен в резоиаис иа частоту вращения. Рассм 11 ривасм.111 коИгур связан с выходным контуром, сос 105 Иим из индуктивности 12 иеподвикной катушки и резонансного конденсатора 7, через два переменных конденсатора 10 и 11, конструктивно выполненных так, что частота 1, с которой происходит изменение емкостей конденсаторов 10 и 11 в целое число раз превосходит частоту 1.Выходной контур, состоящий из индуктивности 12 и конденсатора 7, настроен на разностную частоту.Как известно в такой системе осуществляется регенеративное параметрическое усиление мощности сигнала,Ток выходного контура (1), состоящего из индуктивности 12 и конденсатора 7, равен(10,5 е тойРР 2 о24где Я 1 - добротность измерительного резонансного контура, состоящего из индуктивности 9 и конденсатора 2;Я 2 в добротнос выходного контура, состоящего из индуктивности 12 и конденсатора 7;т, - коэффициент модуляции емкостиконденсаторов связи 10 и 11.пах фп 1 пС - Стс =ЭСпах + Спп где Сшах и Спид - соответственно максимальное и минимальное зиачеиия емкостей конденсаторов связи 10 и 11.формулы (1) следует, что приЯ 1 Я 2 пс2- .-1 возможно усиление тока ( и, следовательно,мощности сигнала,2ОАа С10 При наступает самовозбуж 4дспие генератора. Следует отметить, что при2О 1 Я 2 Цс15резко сужается полоса иропускания системы,что в значительной мере снижает возможныепомехи, и пали ис параметрического усиленияиозвляет ирсобразоваь в иапря 2 кенпс на вы 20 ходиом контуре весьма слабые магнитные поЛ 5.Из изложенного следует, что данное магнитометрическос устройство сочетает в себе преобразоватсль и параметрический усилитель.25 При тщательном выполнении механическогопривода в таком устройстве может быть получен такой же порог чувствительности по постоянному полю, какой мо 2 кет обеспечить пассивная индукционная антенна с параметриче 30 ским усилителем на частоте вращения, Применение таких приборов при измерении постоянных и медленно меняющихся полей позволитсущественно поднять точность этих измеренийи улучшить пороговую чувствительность магЗ 5 нитометричсских устройств. Формула изобретенияМагнитометр, содержащий измерительнуюрамку, укрепленную на валу, связанном с40 электромотором, и неподвижную катушку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, он снабженпараметрическим конденсатором связи, выполненным в виде двух групп укрепленных на ва 45 лу подвижных пластин, подключенных к выводам измерительной рамки, и двух групп неподвижных пластин, подключенных к выводамнеподвижной катушки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ю, В. Афанасьев и др. Магнитометрические преобразователи, приборы и установки,Л., Энергия, 1972, с. 57,576551 фиг. иг Изд.512 Тираж 1109 сударствепиого комитета Совета Министров СС ио делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 45