Магнитомодуляционный датчик

(22) Заявлено 21.02.78 (21) 2581299/18 - 21 с присоединением заявки М ВвуарстзааыЯ кеавтвт СССР в. лавам взабретеинЯ а епрнтвЯ(71) Заявитель Опытно-конструкторское бюро специального физического приборостроения при Воронежском политехническом институте(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ДАТЧИК 1Изобретение отнобится к магнитным измере;" киям, может быть использовано в магнитометрических устройствах для измерения по- стоянных ипеременных магикгных полей в геофизике, геология, радиоэлектронике и дру-, гих областях науки и техники.Известен ферритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовый мапппопровод в виде модулятора с пристйкьвайййми к нему двумя соосными стержняьа=к 1 л 1 цйФа-, торами обмотку возбуждения, расположеннуюна модуляторе, и сигнальные обмотки, размещааые на стержнях-концентраторах 1.Однако этот датчик характеризуется низкой стабильностью коэффициента преобразования,15Известны устройства для измерения "магнит ных полей, содержащие последовательно соединенные феррозондовый датчик, избирательный усилитель; синхронный детектор и регист. рнрующий прибор 21.Однако точность их работы недостаточна,Известны также феррнтовые магнитомодуляционные датчики, в которых на модуляторе с обмоткой возбуждения размещены обмотки1 2постоянного смещения, запйсываемые от источника постоянного тока 3).Большая погрешность измерений, обусловленная нестабильностью коэффициента преобра. зования, является существенным недостатком известных датчиков, Эта погрешность лишь частично может быть устранена периодическойкалнбровкои датчика во время измерении.Цель изобретения - повышение точности измерений.Эта цель достигается тем, что в магнитомо дуляционный датчик, содержащий феррнтовый магнитопровод в виде модулятора с пристыкованными к нему соосными стержнями-концентраторами, обмотки возбуждения и подмаг ничивания, расположенные"йа модуляторе;- сиг нальные обмотки, размещенные на стержнях- концентраторах, и подключенные к ним последовательно сбединенные, избирательный усн литель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, введены дополнительнаяобмотка, охватывающая магнитопровод датчика, подключенный к ней высокочастотный генера. тор, а также сумматор, первый вход которого подключен к выходу усилителя переменно;го тока, второй вход связан с источникомнапряжения возбуждения, а выход подключенк обмотке возбуждения;Функциональная схема устройства показана,на чертеже.Датчик содержит ферритовый магнитопроводв виде модулятора 1 с пристыкованными кнему двумя соосными стержнями.концентраторами 2. На модуляторе расположены обмоткавозбуждения 3 и обмотка подмагничивания 4,подключенная к источнику постоянного тока 5. На стержнях-концентраторах 2 размещены последовательно и согласно соединенныесигнальные обмотки 6 и 7, Магнитопроводдатчика охвачен дополнительной обмоткой 8,подключенной квысокочастотному генератору 9. Сигнальные обмотки 6 и 7 через после.довательно включенные избирательный усютитель 10, амплитудный детектор 11 и усилительпеременного тока 12 соединены с первымвходом сумматора 13, ко второму входу которого подведено напряжение возбуждения, а .выход сумматора подключен к обмотке возбуждения 3,Устройство работает, следующим образом.При протекании переменного тока по обмотке возбуждения 3 и постоянного тока пообмотке подмагничивания 4 действующая маг кйтйамйроницаемость магйитойровода изменя.ется с частотойвозбуждения. Под действиемвспомогательного магнитного поля, создаваемого дополнительной. обмоткой 8 и высокочастотным генератором 9, частота которогозначительно вышечастоты возбуждения, на выходе датчика возникает амплитудно-модулированное напряжение, несущая частота которогоравна частоте вспомогательного поля, а оги.бающая пропорциональна закону изменениядействующей магнитной проницаемости магнитопровода датчика,Это напряжение отфильтровыва.ется от сигналов измеряемого поля и усиливаетсяизбирательным усилителем 10, проходит черезамплитудный детектор 11 и усилитель перемен.ного тока 12 и используется как корректирующий сигнал при формировании тока воз.буждения, для чего складывается с напряжением возбуждения в сумматоре 13,. выходнойток которого поступает в обмотку возбуждения 3.В данном устройстве амплитуда первой гармоники корректирующего сигнала пропорциональна коэффициенту преобразования датчика(по первой гармонике возбуждения), а фаза 023244за счет соответствующего включения обмоткиподмагничивания отличается от фазы напряжения возбуждения на 180 . Поэтому отклонение коэффициента преобразования от заданно.го значения вызывает соответствующее изменение корректирующего сигнала, что в своюочередь приводит к изменению тока возбуждения до величины, необходимой для стабилизации коэффициента преобразования на задан ном уровне,Кроме того, в устройстве законы изменения во времени действующей магнитной про.ницаемости датчика совпадают с большой точностью с напряжением возбуждения. При синусоидальном напряжении возбуждения нерабочие(вторая, третья и т,д.) гармоники действующей магнитной проницаемости оказываются:резко сниженными по сравнению с известнымиустройствами, что облегчает вьщеление (фильт рацию) выходного сигнала датчика, несущегона частоте первой гармоники возбуждения ин.формацию об измеряемом магнитном поле.25Формула изобретенияМагнитомодуляционный датчик, содержащийферритовый магнитопровод в виде модулятора30с пристыкованными к нему соосными стержнями.концентраторами, обмотки возбужденияи подмагничивания, расположенные на модуляторе, сигнальные обмотки, размещенные на.стержнях. концентраторах, и подключенные кним последовательно соединенные избирательный усилитель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, о т л и ч а ющ и й с я. тем, что, с целью повышенияточности измерений, он снабжен дополнитель 40нои обмоткой, охватывающей магнитопроводдатчика, подключенным к ней высокочастотнымгенератором, а также сумматором, первыйвход которого подключен к выходу усилителя переменного тока, второй вход связан с45источником напряжения возбуждения, а выходподключен к обмотке возбуждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Авторское свидетельство СССР 9 368560,кл. 6 01 В 33/ОО, 1971,2. Авторское свидетельство СССР И 345458,кл, 0 01 В 33/02, 1970.3, Авторское свидетельство СССР М 561915,кл. 6 01 В 33/02) 1975:Редактор Б. Федотов орректор Г, Решетник каз 7583/ ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1073. . Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5