Устройство для измерения направления вектора напряженности магнитного поля

Союз Советских Социалистических Республик(Я) М. Кд,5 01 )с 33/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 250479, Бюллетень )тй 15 Дата опубликования описания 280479(71) Заявитель Воронежский политехнический институт(54) устРОЙстВО для измеРения нАпРАВления ВектОРА НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение касается магнитныхизмерений Оно может использоватьсяв геологораэведке, геофизике и в технике физического эксперимента,Известны устройства для определения координатных углов вектора Я,выполненные на магнитомодуляционныхэлементах, содержащие два (или три)датчика, предназначенных для измерения ортогональных компонент вектораН, по величине которых с помощью известных операций определяют искомыекоординатные углы 11, Такие устройства чувствительны к колебаниям тока.Недостатком устройсв является не- ввбольшой диапазон измерения.Наиболее близко к предлагаемомуизобретению устройство, содержащеефаэосдвигающий блок, ойорный генератор, магнитомодуляционный преобраэо- ффватель, переключатель, двухканальныйперестраиваемый усилитель и блок измерения фазового сдвига ( 2 ).Недостаток этого устройстванебольшой диапазон измерений, ИЦель изобретения - расширение диапазона измерений.Это достигается тем, что в устройство, содержащее фазосдвитающий блок,последовательна соединенные опорный З генератор, магнитомодуляционный преобразователь, переключатель, двухканальный перестраиваемый усилительи блок измерения фазового сдвига, дополнительно введен блок коррекции фазы, выход которого соединен с управляющим входом двухканального перестраиваемого усилителя, а первый ивторой выходы опорного генератора соединены с входами фазосдвигающего блока, выходы последнего связаны с третьим и четвертым входом магнитомодуляционного преобразователя, а магнитомодуляционный преобразователь выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных датчиков, каждый иэ которыхснабжен двумя сигнальными обмотками,.соединенными попарно-последовательнос .обмотками другого датчика, приэтом в одной паре сигнальные обмоткидатчиков включены согласно, а в другой паре - встречно,На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит магнитомодуляционный преобразователь 1, датчики2 и 3 с локальным возбуждением, размещенные в базовой плоскости подуглом 90 е, опорный генератор 4, фазосдвигающее устройство 5, сигнальФормула изобретения 1. Устройство для измерения направления вектора напряженности магнитного поля, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно соединенные опорный генератор, магнитомодуляционный преобразователь, переключатель, дзухканальный перестраиваемыйусилитель и блок измерения Фазовогосдвига, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения диапазона измерений, в него дополнительно введенблок коррекции Фазы, выход которогосоединен с управляющим входом двухканального перестраиваемого усилителя, а первый и второй выходы опорного генератора соединены с входамифаэосдвигающегося блока, выходы последнего связаны с третьим и четвертым входом магнитомодуляционного преобразователя,2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что магнитомодуляционный преобразователь выполненв виде двух взаимно перпендикулярныхдатчиков, каждый из которых снабжендвумя сигнальными обмотками, соединенными попарно-последовательно собмотками другого датчика, при этомв одной паре сигнальные обмотки датчиков включены согласно, а н другойпаре - встречно,3 6584 ные обмотки 6, переключатель 7, двух канальный перестраинаемый усилитель 8, блок 9 коррекции фазы, блок 10 измерения фазового сдвига, обмотки 11 компенсации.Устройство работает следующим образом. 5При воздействии внешнего поля, изменяющегося по гармоническому закону с частотой Я , в сигнальных обмотках 6 датчиков 2 и 3 возникают ЭДС с частотами 2 М . Я (верхняя и нижняя 1 О боконые составляющие в окрестности удвоенной частоты опорного генератора), Амплгтуды этих ЭДС зависят от угла о вектора Н н базовой плоскости по законам синуса и косинуса, а их 15 Фазы сдвинуты на уголза счет2включения фазосдвигающего устройства между опорным генератором 4.и датчиком 3.С учетом этого можно записать206 е СОЛО с 05(2 ы + Я)е е МясА альп(2 д ф Я) где е и ее - ЭДС верхней боковой составляющей в сигнальных обмотках 6 первого и второго датчиков соответ ственно.При этом суммарный сигнал на выходе сигнальных обмоток, включенных согласно, равенЕ е,+ е с е соьфа + д)-30Сигнал на выходе обмоток, включенных встречно, имеет Фазу противоположного знакаЕ е,- е =е соа(20 ФЯ)+А 35Сигналы Е и Е поступают в каналы перестраиваемого усилителя 8, настроенного на верхнюю боковую частоту 2 д +Я и затем сравниваются по Фа" эе в блоке 10 измерения фазового 40 сдвига. Измеряемый угол оС определяется как половина фаэоного сдвига, регистрируемого блоком 10.Для устранения погрешности, обусловленной неидентичностью частотно- Фазовых характеристик каналов усили- теля 8, предварительно выравнивают фазовые сдвиги, вносимые каналами усилителя на частоте измерений по . приходящему сигналу. При этом переключатель 7 устанавливается в положение б, показанное на схеме пунктиром, и в оба канала усилителя 8 поступают синфаэные сигналы, создаваемые одной и той же ЭДС, С помощью блока 9 коррекции Фазы фазовый 56 сдвиг, регистрируемый блоком 10, сво дится к нулю. Затем переключатель 7 устанавливается в положение фаф для измерения угла оС,В предлагаемом изобретении Фазо сдвигающее устройство 5 включено не в цепь сигнала, а н цепь, возбужденияодного из датчиковЭто позволяетустранить погрешность, обуслонленную неравномерностью его фаэовойхарактеристики в полосе частот измерений, так как теперь оно работает на фиксированной частоте (д опорного генератора 4.Для эффективного ослабления сигнала второй гармоники 2 цЭО н каналахусилителя 8, возникающего от воздействия постоянного магнитного поляЗемли на датчики 2 и 3, последние дополнительно снабжены обмотками 11компенсации,В предлагаемом устройстве использование датчиков из феррита наиболеецелесообразно, так как в отличие отпермаллоеных датчиков, они имеют более высокую граничную частоту возбуждения и, следовательно, позволяютреализовать более широкую полосу частот измерений,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Афанасьев Ю. В. ФерроэондыЛ Энергия, 1969, с, 143-144,2, Авторское свидетельство СССРР 220530, кл, б 01 Я 33/02, 08,10,66,Заказ 2049/40 Тираж 1089 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 113035 Москва Ж Ра ская наб.Подписное4 5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель ВоронинаРедакто Л, Г ебенникова Тех ед З.фанта Кор екто А. иценко