Феррозондовый магнитометр

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет ССС Р оо делам изобретений н открытий(54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕ в- еро е 30 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям малых варианций напряженности магнитного поля, например Земли. Одним из основных факторов, ограничивающих достижение низкого порого чувствительности феррозондового магнитометра, является нестабильност нуль-пункта вследствие изменений ЭДС второй гармоники, пропорциональной второй гармонике тока возбуждения, в измерительной обмотке феррозонда.Известно устройство, в котором, с целью стабилизации нуль-пункта магнитометра, введено устройство установки и стабилизации нуль-пункта феррозонда, для чего выход усилителя переменного тока через фазовращатель со сдвигом фазы на -- соеди 2 нен с одной из обмоток, напримертокомпенсационной, ферроэонда. Измрительная обмотка феррозонда, полсовой фильтр, усилитель переменнотока, фазовращатель и автокомпенсционная обмотка образуют. цепь отрцательной обратной связи по ЭДС,порциональные напряженности иэмермого поля и второй гармонике токавозбуждения 1. Недостатком этого устройства и стабилизации нуль-пункта является то что цепь отрицательной обратной Связи, примененная в магнитометре, не обладает избирательностью, а компенсирует составляющие ЭДС измерительной обмотки феррозонда на глубину отрицательной обратной связи. Поэтому отношение составляющих ЭДС (отношение сигнал/помеха) и следовательно, стабильность нуль-пункта феррозонда не улучшаются.Известно также устройство в кото ром на полуэлементах феррозонда размещены дополнительные обмотки, которые по отношению к измерительной обмотке включены последовательно-встре но, Дополнительные обмотки полуэлементов феррозонда подключены ко входу цепи, состоящей из последовательно соединенных фазовращателя и делителя напряжения, выход которого вклю чен последовательно с измерительной обмоткой феррозонда.Недостатками этого устройства установки и стабилизации нуль-пункта является то, что при изменении параметров феррозонда, фазовращателя, делителя напряжения, например от тем пературы, частоты и форлы поля воз 813335буждения, нарушается взаимная компенсация ЭДС измерительной обмотки феррозонда и напряжения делителя, пропорциональной второй гармонике токавозбуждения, на входе избирательногоусилителя. Возникающая разность ЭДСизмерительной обмотки и напряженияделителя вызывает смещение нуль-пункта феррозонда и магнитометра. Кратичность нуль-пункта к параметрам Ферроэонда и устройства установки и стабилизации нуль-пункта приводит к необходимости индивидуальной настройкиустройства установки и стабилизациинуль-пункта, что ухудшает серийнопригодность и ремонтоспособность магнитометра. 15Цель изобретения - повышение точности измерений.Цель достигается тем, что в магнитометре, содержащий генератор тока,выход которого соединен со входом 20феррозонда, два полуэлемента которого снабжены двумя последовательновстречно включенными дополнительнымиобмотками, соединенными со входом фаэовращателя, и последовательно соединенные первый избирательный усилитель,синхронный детектор, второй вход которого соединен со вторым выходомгенератора тока и регистрирующийблок, дополнительно введены подключенные к выходу фаэовращателя второйизбирательный усилитель и преобразователь напряжения в ток, выход которогосоединен со входом феррозонда, а вы.ход последнего подключен ко входупервого избирательного усилителя.На фиг. 1 изображена функциональная схема магнитометра, на фиг. 2принципиальная электрическая схемаустройства установки и стабилизациинуль-пункта. 40Схема содержит генератор 1 тока,соединенный с обмоткой 2 возбужденияферрозонда, измерительная обмотка которого подключена ко входу избирательного усилителя 6, подключенного к 45синхронному детектору 7, связанногос генератором 1 тока и регистрирующим блоком 8. Дополнительные обмотки полуэлементов 9 и 10 феррозондасоединенные последовательно-встречно, включены по трехточечной схемес фазовращателем 3, выполненным нарезисторе 11 и конденсаторе 12. Нагрузкой фаэовращателя 3 является входвторого иэбирательного усилителя 4,выход которого через преобразователь.5 напряжения в ток в виде резистора5 подключен к обмотке возбужденияферроэонда 2,Устройство работает следующим образом. 60Генератор 1 тока, феррозонд 2, избирательный усилитель б, синхронныйдетектор 7 и регистрирующий блок 8представляют собой схему феррозондозого магнитометра. При работе схемы. генератор 1 тока создает волну поля возбуждения в обмотке Феррозонде 2, в результате чего в измерительной обмотке феррозонда появляется ЭДС, пропорциональная второй гармонике то,ка возбуждения и вызывающая смещение и нестабильность нуль-пункта феррозонда и магнитометра. Одновременно на концах дополнительных обмоток, сое-, диненных последовательно-встречно, появляется ЭДС, пропорциональная также второй гармонике тока возбуждения феррозонда. фазовращатель 3, второй избирательный усилитель 4 и преобразователь 5 напряжения в ток преобразовывают ЭДС в ток, который складывается с током возбуждения в обмотке 2 возбуждения Феррозонда, Для компенсации второй гармоники тока возбуждения в Феррозонде необходимо, чтобы сдвиг фаз между второй гармоникой тока возбуждения и током второй гармоники преобразователя 5 напряжения в ток составил - В . Вторая гармоника тока возбуждения преобраэовывается в дополнительных обмотках феррозонда в ЭДС, фаза которой сдвинута на - относительно фазы второй гармоГ2ники тока возбуждения. Роль фазирующего устройства выполняет фазовращатель 3, фаза которого устанавливаетСся равной - относительно Фазы ЭДС до 2.полнительных обмоток. Напряжение на выходе фазовращателя 3 и ток преобразователя 5 напряжения в ток оказываются сдвинутыми по Фазе относительно второй гармоники тока возбуждения на величину в .3 Г, При этом образуется цепь отрицательной. обратной связи по второй гармонике тока возбуждения, состоящая из дополнительных обмоток 2 ферроэонда, фазовращателя 3, второго избирательного усилителя 4, преобразователя 5 напряжения в токВ этом случае ток преобразователя напряжения в ток 5 являетсятоком отрицательной обратной связи по второй гармонике тока возбуждения феррозонда. Вторая гармоника тока возбуждения феррозонда компенсируется током отрицательной обратной связи, величина которого автоматически регулируется пр величине тока рассогласования.В результате действия отрицательной обратной связи в измерительной обмотке феррозонда устанавливается ЭДС, пропорциональная току рассогласования, величина и нестабильность которой определяют величину и нестабильность нуль-пункта Феррозонда и магнитометра. При изменении параметров феррозонда, устройства установки и стабилизации нуль-пункта меняется ток рассогласования. Чем выше стабильность параметров ферроэонда, устройства установки и стабилизации нуль-пункта, тем меньше изменения то813335 ВО Формула изобретения и,2 НИИПИ Заказ 767/57 Тираж 732 Подписное ПП фПатент",у.ужгород,ул.Проектная Фил ка рассогласоцания и,. следовательно, нуль-пункта. Введение отрицательной обратной связи в устройство установки и стабилизации нуль-пункта позволяет уменьшить зти изменения на глубину отрицательной обратной связи.При серийном производстве и ремонте предлагаемого магнитометра установка и стабилизация нуль-пункта ферроэонда осуществляется автоматически, поэтому отпадает операция индивидуальной настройки устройства установки и стабилизации нуль-пункта феррозонда, такое выполнение устройства установки и стабилизации нуль-пункта феррозонда повышает стабилвность .нуль-пункта, точность измерения варнаций напряженности магнитного поля, серийнопригодность и ремонтоспособность магнитометра. Феррозондовый магнитометр, содержащий генератор тока, выход которого соединен со входом феррозонда, два полуэлемента которого снабжены двумя последовательно-встречно включенными доподнительными обмотками, соединенными со входом фазовращателя, и последовательно соединенные первый избирательный усилитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тока и регистрирующий блок, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений в него дополнительно введены подключенные к выходу фазовращателя второй избирательный усилитель и преобразователь напряжения в ток, выход которого соединен со входом ферроэонда, а выход последнего подключен ко входу первого .избирательного усилителя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 308391, кл. О 01 В 33/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССР Р 561159, кл. 6 01 К 33/02, 1975.