Устройство для измерения переменных магнитных полей

(45) Дата опубликования списания 06.07.79 ДК 621,317.4(088,8) по делам изобретений и открытийвторыбретевия В. И. Акулин, В. М, Головин и Ю. В. Литвинов оронежский политехнический и) Заявител ут 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕИ устрой- омагнитоединен. сующий трируюрезистор ательно, подклюв усиличто фер но сог рег ам едов тора кимо соед ен с из услови СС % % и противление резис. оля. ципиальй а хем серде сующ гистр Изобретение относигся к области магнитометрии и предназначено для регистра ции и измерения слабых переменных магнитных полеи с широким частотным спектром. Оно может быть использовано в геоло гии, геофизике, технике радиоприема, а также для других целей и нужд народного хозяйства.Известная устройства для измерения переменных магнитных полей, содержащие по следовательно соединенные чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного сердечника с сигнальной обмоткой, согласующий грансформатор и усилитель 11.Недостаток известных устройств - высо кая пороговая чувствительность,Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности к и обретению является устройство, содержащее резистор, ферромагнитный сердечник. снг нальную обмотку, согласующий трансформагор, усилитель и рсгистрируоший прибор 21.Однако такое устройство имеет сравнительно высокую пороговую чувствитель ность, обусловленную значительным урсвнем тепловых шумов резистора, включенного параллельно сигнальной обмотке.Цель изобретения - снижение пороговой чувствительности устройства. 30 ффщефщЯ Е 11167 ОИО Эта цель достигается тем,стве, содержашем резистор,нь 1 й сердечник, последовательные сигнальную обмотку,трансфоматор, усилитель игций прибор, сигнальная обмотсоединены между собой послпричем свободный конец резисчен к одному из выходных зателя, второй зажим которогоконцом сигнальной обмотки.1 араметры цепи выбраны- активное сотора;- индуктивность сигнальной обмотки;- результирующий коэффициент согласующего трансформатора иусилителя;- частота измеряемого п чертеже изображена прин ная устроиства.ройство содержит ферромагнитный ник 1, сигнальную обмотку 2, соглай трансформатор 3, усилитель 4, реруюшпй прибор 5 и резистор 6.(2) 50 1/с 19)50 Кц /4 К ТЦ ф/. СССР СССР Работает устройство следующим образом.Сигнал, создаваемый измеряемым полем в сигнальной обмотке 2, трансформируется иа вход усилителя 4 и поступает на регистрирующий прибор б, причем напряжение сигнала с выхода усилителя через резистор б вновь вводится в сигнальную обмотку 2.Произведем количественную оценку от О ношения сигнал/шум на;выходе сигнальной обмоши 2.Напряжение сигнала на концах сигнальной обмотки 2 складывается из ЭДС сигнала, наводимой измеряемым полем, и той 5 части выходного напряжения усилителя 4, которая приложена к обмотке, т. е. где с/с - напряжение сигнала на выходеусилителя.Учитывая, что Гс=Кс/получим 25 Поскольку значения /( и /. удовлетворяК -- 1, напряжение сига 1.нала ча выходе сигнальной обмотки равно з 5 и нс зависит от частоты измеряемого поля, 4 Отак как величина 1 с пропорциональна о. Напряжение шума на выходе сигнальной обмотки 2, обусловленное шумовой ЭДС резистора б, находится аналогичным образом и с учетом допущений, определяемых условисм (2), равно где 1,= - 1 4 КТЯ - шумовая ЭДС резистора б. Отношение сигнал/шум на выходе сигнальной обмотки определяется в виде(Отметим, что при количественной оценке отношения сигнал/шум как известного, так и предлагаемого устройства учитывались только те шумы, которые создаются 55 активным сопротивлением резистора, входящего,в цепь частотной коррекции. Это существенно упрощает анализ, не искажая сути и справедливости полученных результатов),Сопосгавление выражений (1) и (3) показывает, что отношение сигнал/шум на выходе сигнальной обмотки предлагаемого устройства значительно больше, чем у известного, поскольку сопротивление резистора в цепи частотной коррекции предлагаемого устройства удовлетворяет неравенству Р ь 1 в то время как в прототипе необходимо выполнять условие /(О. И. Это означает, что порог чувствительности предлагаемого устройства значительно ниже, чем известного. При этом прсдлагаемое устройство сохраняет достоинства прототипа и обеспечивает равномерную частотную характеристику в широкой полосе частот.Сопоставление опытных данных показало, что предлагаемое устройство обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум порядка 10 раз, Во столько же раз порог чувствительности предлагаемого устройства ниже, чем у известного. Формула изобретения 1. Устройство для измерения переменных магнитных полей, содержащее резистор, ферромагнитный сердечник, последовательно соединенные сигнальную обмотк(, согласующий трансформатор, усилитель и регистрирующий прибор, о т л п ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения пороговой чувствительности, сигнальная обмотка и резистор соединены между, собой последовательно, причем свободный конец резистора подключен к одному из выходных зажимов усилителя, второй зажим которого соединен с концом сигнальной обмотки.2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю ще еся тем, что параметры цепи выбраны из условия где Йактивное сопротивление резистора;.С - индуктивность сигнальной обмотки;К, - результирующий коэффициент согласующего трансформатора иу си чите чч,а - частота измеряемого поля. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство Х. 452794, 6 01 К 33/02, 1972.2. Авторское свидетельство М 528524, 6 01 Е 33/02, 1974.670910 Составитель Л. Воронина Техред А. Камышннкова Редактор Е. Караулова Кор ректор и. С им кина Тип. Харьк, фил. пред. Патент Заказ 458/835 Изд.379 Тираж 1089 ПодписноеНПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5