Феррозондовый магнитометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Х аВТОЕСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВМ Союз СовегсюаСоцналистицесюаРеспублик лнительиое к авт. свид.ву -дено 04.05.77 (23) 2482379/18(22) Зая рис кием эа Гвтдаратюай ааа тат СССР ю деан юабратаая в атармейтетФ Ъ блкковано 05,08,79,Бюллетень 929 а опубликоваини описания 05,08.79 23) Прнорк А. Л, Ширшов и О. П. Хв пение Теофи оизводственное о(54)ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИ Е Изобретение относится к области магнитныхизмерений, в частности к феррозондовому магнитометру, предназначенному для измерения слабых магнитных полей в инфразвуковом и звуковом диапазоне частот,Известно устройство для иэма 1 ения магнитного поля, содержащее ферроэондовый датчикс компенсационной обмоткой и фильтром вцепи обратной связи, фазочувствительный де"тектор, накопительную емкость, генератор разнополярных импульсов, схемы совпадения и 1 Орегистрирующий прибор 111,В таких магнитометрах использован фазоим.пульсный эффект в работе феррозонда. Обла.дая высоким быстродействием, они имеют низкие помехозащищенность и точность.Наиболее близким техническим решениемк изобретению является магнитометр типа второй гармоники, содержащий ферроэонд с обмоткой компенсации, охваченный цепью частотно.независимой отрицательной обратной связи, из- бирательный усилитель, синхронный детектор,фильтп верхних частот, положительную обрат.ную связь между выходом фильтра верхних частот и обмоткой компенсации феррозонда ирегистратор 121.Недостаточная помехоустойчивость магнитометров типа второй гармоники обусловленатем, что в них при измерении магнитного по.ля использована только вторая гармоника полезного сигнала:, в то время как информацияоб измеряемом поле заключена в импульсномсигнале, а вторая гармоника является толькосоставной частью полезного сигнала. Прн этомпомехозащищенность известных магнитометровограничена отношением сигнала к помехе на втрой гармонике.Низкое быстродействие магнитометров типавторой гармоники обусловлено применениемвысокоизбирательных усилителей,Цельюизобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости магнито.метра,Эта цель достигается тем, что в ферроэондовый магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор возбуждения, ферро.зонд и усилитель, а также регистратор введеныблок моделирования эталонного сигнала, вход3которого соединен с выходом генератора воз.буждения, и коррелятор, один вход которогосоединен с выходом блока моделированияэталонного сигнала, другой - с выходом усилите.ля, а выход - с компенсационной обмоткойферроэонда и регистратором.На фиг. 1 изображена функциональная схемаферрозондового магнитометра; на фиг. 2 -схема блока моделирования эталонного сигнала,Феррозондовый магнитометр содержит фер.роэоид 1, генератор возбуждения 2, усилитель3, блок моделирования эталонного сигнала 4,коррелятор 5 и регистратор б,Блок моделирования эталонного сигнала 4выполнен в виде вспомогательного ферроэон.да сцепью подмагничивания 7, размещенноговнутри экрана 8, причем обмотка возбуждения9 подключена последовательно с обмоткой возбуждения основного феррозонда 1 к генератору возбуждения 2, а выходная обмотка 10 -ко входу коррелятора 5,Сигнал измерительной обмотки феррозонда1 поступает на вход усилителя 3. Усиленныйсигнал поступает на один из входов коррелятора 5. на второй вход которого поступаетсигнал с выхода блока 4. В корреляторе 5происходит умножение мгновенных значенийэтих сйгналов и интегрирование их йроизведе.ния в течение длительности эталонного сигнала,Выходной сигнал коррелятора 5 поступает вкомпенсационную обмотку феррозонда 1 и навход регистратора б, .В блоке 4 в выходной обмотке 10 форми.руется эталонный сигнал, когерентный с измеряемым сигналом феррозонда 1, йосколькуобмотка возбуждения 9 подключейа подслепо.вательно с обмоткой возбуждения основногоферрозонда 1 к генератору возбуждения 2,Энергия эталонного сигнала постоянна и "пропорциональна току в цепи подмагйичивайия 7От внешних воздействий вспомогательный фер.розонд защищен экраном 8. Вспомогательныйферрозойд может быть выполнен"такыре-"в ва.ристе"с кольцевыми сердечникамии тороидальной измерительной обмоткой,Выходной сигнал коррелятора определяетсявыражением ф"1(т) = 3 11 изм (т)Оэ (т) т (1)згде Оизм (т) "Огп (т) + Ой(т);., Ог (т) - сумма четнь 1 х гармоникна выходе усилителя (полезный сигнал);йй (т) - напряжение помехи;Цз(т) - напряжение эталонного сигнала;г - длительность эталонного сигнала.84Иэ выражения (1) следует, что вся энергияЭДС измерительной обмотки феррозонда 1является полезным сигналом.Это обусловлено тем, что напряжение Оэ(т),формируемое блоком 4,строго соответствует форме полезного сигнала.Полезный сигнал на выходе коррелятора определяется энергией суммы когерентных гар. моник, в то время как помеха определяется энергией суммы случайных помех по каждой 10 гармонике Формула изобретения 1. Феррозондовый магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозоид и усилитель, а также регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с Целью повйшения помехоустойчивости и быстро. ЗО действия, в него введены блок моделирования з 5 эталойнаго сигнала, вход которого соединен с . Йыходом генератора возбуждения, и коррелятор, один вход которого соединен с выходом блокамоделирования эталонного сигнала, друщй вход - с выходом усилителя, а выход. - с компенсационной обмоткой феррозонда и регистратором.2. Феррозондовый магнитометр по п, 1, о т. 40 л и ча ющ и й с я тем, что блок моделиро."Вцпм эталонного сигнала выполнен и виде дополнительного феррозонда с цепью подмагничи.вания, размещенного внутри экрана, причем обмотка возбуждения дополнительного феррозонда подключена к генератору возбужденияпоследовательно с обмоткой возбуждения ферроИсточйики информации, принятые во внима.ниепри экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 316044, кп. О 01 й 33/22, 1971,2. Авторское свидетельство СССР й 535529,кп.6 01 Й 33/ОО, 1975. Это приводит к повьппению отношения сигналак помехе по сравнению с отношением сигнала кпомехе на выходе магнйтометра типа второй 1 5 гармоники,В магнитометре применены широкополосныйусилитель и ненастроенный феррозонд, что значительно повышает. быстродействие по сравнению с феррозоидовйми магнитометрами типа 20 второй гармоники и позволяет осуществлятьизмерение за один период тока возбуждения:.Данный магнитометр сохраняет свои преиму.щества при:различйьх режимах возбужденияферрозонда, включая и импульсный режим.25