Магнитометр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ гщ 653591 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к авт. свил-ву)М. Кл 24064 б 0/18-2 Я 01 Я 33 0 елинениеы заявки Ю еуаарственный комит СССР о лелам иаобрегеиий н открытий.44 (088,8) убликовано 250379. Бюллетень,йй 11 та опубликовании описания 25,03.79 С.ведов И,Глинская, Ю.П,ОбоишеС А Скородумов) Заавитель НИ ТОМЕ 1 бИзобретение касается злектроиэме. рительной техники, в частности устройств для измерения напряженности переменного магнитного поля в широком диапазоне частот и может быть использовано в геофизике, космических исследованиях, в приборостроительной и машиностроительной промьпаленности,Известны магнитометры с ферроэондом, содержащие сердечик с измерительными обмотками и возбуждающей о моткой, подключенной к генератору 11.Недостатком этого магнитометра является низкий частотный диапазон. Известны также комплексированныеизмерительные устройства, входящиев состав систем управления, содержащие два избирательных усилителя,выходы которых подключены к вычислительному блоку, который соединен сблоком регистрации 2.Недостаткл 4 комплизмерительных устройвозможность компенсапомех измерителей,Наиболее близким по тех йсущности к предложенному ямагнитометр, содержащий ферр ексированныхств является неции внутренних генератором возбуждения, иэбирательйый усилитель, включенный на выходе феррозонда, фазочувствительный детектор, выходы которого соединены с ге" нератором возбуждения и с выходом избирательного усилителя,и регистрирующее устройство 3).Недостаток этого устройства низкий частотный диапазон и точность измерения,Цель изобретения - расширение частотного диапазона и увеличение точностиЭто достигается тем, что в магнитометр,содержащий ферроэонд с генератором возбуждения, избирательный усилитель, включенный на выходе феррозон да, фазочувствительный детектор, входы которого соединены с генератором возбуждения и с выходом избирательного усилителя, и регистрирующее устройство, введены второй избирательный усилитель, подключенный к выходу ферроэонда, два апериодических звена и сумматор, входы которого подключены к выходу первого и второго апериодического звена, вход первого апериодического звена соединен с выходом фазочувствительного детектора, вход второго апериодического звена - с вы65359 ккг ига5 дг 1 "ф 5" "2 ходом второго избирательного усилителя, а выход сумматора соединен срегистрирующим устройством.На фиг,1 приведена структурная схема устройства, "на фиг.2 показаны характеристики отдельных элементов системы и суммарная характеристика устройства,Устройство состоит из феррозонда 1,генератора 2 возбуждения высокой частоты, избирательного усилителя 3 понесущей частоте, Фазочувствительного 10детектора 4, апериодического звена 5избирательного усилителя б по сигналу, апериодического звена 7, двухвходового сумматора 8 и регистрирующегоустройства 9, 15Магнитометр работает следующим образом.Феррозонд 1, возбуждаеьый генератором возбуждения высокой частоты 2,совместно с избирательным усилителем 203, фазочувствительным детектором 4преобразуют в области низко-частотного поддиапазона напряженность переменного магнитного поля в напряжение,Дополнительно введенное апериодическое 25звено 5, включенное последовательнос,фазочувствительным детектором 4ограничивает частотный диапазон выходного сигнала областью, в которой выходной сигнал пропорционален входному,и формирует амлитудно-частотную характеристику в низкочастотном поддиапазоие. Для формирования высокочастотногоподдиапазона амплитудно-частотной характеристики магнитометра испольэуется дополнительная ветвь, состоящая изизбирательного усилителя б и апериодического звена 7. Выходной сигнал феррозонда 1 дополнительно введенной ветвьюпреобразуется в напряжение,пропорциональное напряженности переменного маг,нитного поля в области высокочастотноГо поДДиапазана. Напряжение с выходаапериодических звеньев 5 и 7 поступает на двухвходовый сумматор 8, гдепроисходит суммирование сигналов с 45последующей фиксацией регистрирующимустройством 9, На Фиг 2 а. изображенаамплитудно-частотная характеристикапервой ветви устройства (йизкочастот-:ный рабочий поддиапазон), .50В диапазоне частот до 1/Г обеспечена независимость амплитудночас-:тотной характеристики от частоты Физмеряемого магнитного поля, Начинаяс частоты 1/Ю 1, на характеристику я 5ветви начинает влиять апериодическоезвено 5 с постоянной времени Г, которое обеспечиВает наклон амплитудночастотной характеристики - 20 дБ/дек,В диапазоне частот до 1/Г 2 (фиг,2 б)наклон характеристики дополнительновведенной ветви устройства определяется пассивным индукционным преобразователем измерительной обмотки Феррозонда 1Выходное напряжение в этомслучае пропорционально частоте и на 1 4пряженности измеряемого магнитного поля, что обеспечивает подъем характеристики дополнительной ветви 20 д/дек. В диапазоне частот до 1/Г характеристики усилителя б и апериодического звена 7 можно считать частотно-независимыми. Так как коэффициент передачи апериодического звена 7 начиная с частоты 1/Г можно считать обратно пропорциональным частоте Ж, то характеристика второй ветви в диапазоне частот от 1/Г до 1/Юэ (высокочастотный рабочий поддиапазон) не зависит от частоты, Для исключения влияния гармоник частоты возбуждения и подъема характеристики, обусловленного собственной резонансной Частотой Фо феррозонда, во-первых, частота 1/Г (где Г - эквивалентная посЪ зтоянная времени избирательного усилителя б) должна быть выбрана меньше (и, во-вторых, частота возбуждения феррозонда должна превышать частоту 1/Г, обеспечивая коэффициенты передач первой и второй ветвей магнитометра равными друг другу в диапазонах частот от О до 1/Г и от 1/ до 1/Гз (т.екоэффициент передачи первой ветви в диапазоне частот от О до 1/Г должен быть равен коэффициенту передачи второй ветви в диапазоне частот от 1/Г до 1/Г).Выполняя равенство между гостоянными времени- , имеем суммарную характеристику магнитометра на выходе сумматора 8 независимую от час" тоты в диапазоне частот до 1/Г (фиг,2 в), В области частоты сопряже ния 1/Г 1 выходное напряжение сумматора 8, определяемое сигналами двух ветвей магнитометра, будет где К 4,К " коэффициенты передачисоответственно первой и второй ветвейв районе средней частоты каждого рабочего поддиапазона;Н(5 ю) - напряженность измеряемого магнитного поля,Если принять коэффициент передачисумматора по обоим входам равным 1,то,обеспечивая К :К К и Г фГуЧ . к Н (5 фТаким образом, использование магнитометра позволяет существеннорасширить диапазон частот измеряемыхмагнитных попей, что обусловленозначительным снижением погрешностиотнеравномерности амйлитудно-частотной характеристики магнитометра.Применение предлагаемого широкополосного Феррозондового магнитометрапозволяет обеспечйть линейность амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот (до сотенкилогерц), т.е, расширить частотный,653591 Формула изобретения Составитель Б,КоншинТехред И.Асталош Коррект Редактор А.Шмелькин екм Подписноемитета СССРткрытийая наб, д,4/5 Тираж 696ГосударственногО клам изобретений иМосква, Ж Раушс з 1285/34 ЙИРЖИ по., д ент 1, г.ужгород, ул.Проектная, 4 илиал ПП диапазон измеряемых магнитных полейи увеличить точность измерения,Магнитометр, содержащий феррозонд с генератором возбуждения, избирательный усилитель включенный на выходе феррозонда, фазочувствительный детектор, входы которого соединены с генератором возбуждения и с выходом избирательного усилителя, и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и увеличения точности, в него введены второй избирательный усилитель, подключенный к второму выходу Феррозонда, два апериодических звена и сумматор, входы которого подключены к выходу пер"вого и второго апериодического звена,вход первого апериодического звенасоединен с выходом фазочувствительного детектора, вход второго апериодического звена - с выходом второго из 5 бирательного усилителя, а выход сум"матора соединен с регистрирующимустройством,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе10 1, Чернышев Е.Н., Чечурина Н.ГЧернышева И,В., Студенцов. Магнитныеизмерения, иэд-во комитета стандартов) М, с622, Гуткин Л.С , Пестряков В,БТипугин В,Н. РадиоуправЛение Ю 5,Сов.радио, 1970, с,84З,Технический паспорт и описаниемагнитометра Г 73.