Устройство для измерения параметровмагнитного поля

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ Св ВТЕЛЬСТВУ Своз Саетскнд Социалистических Республик, о 11822089(22) Заявлено 050379 (2 ) 2733555/18-21 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытийс присоединением заявки М(23) Приоритет Опубликовано 15.04 В 1,Бюллетень МЯ 14 РЙНЖ 621.317,44(088 8) Дата опубликования описания 15.0431(72) Автор, изобретения Б. М, Смирнов.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ,2 Изобретение относится кизмерительной технике и предназначено дляоизмерения параметров магнитного поля(составляющих вектора магнитной индукции, градиента магнитной индукцииИ ТД ),Известно устройство для измеренияпараметров магнитного поля, котороесодержит феррозонд, избирательныйусилитель, вход которого соединен свыходом Феррозонда, синхронный детектор, первый вход которого соединен свыходом избирательного усилителя, уд"воитель частоты, выход которого подключен ко второму входу синхронного 15детектора, лсточник переменного тока,выход которого подключен к первомувходу феррозонда и ко входу удвоителя частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом синхронного 20, детектора, а выход через элемент обратной связи - со вторым входом Феррозонда, и регистрирующий прибор, соединенный с выходом интегратора 11 .В данном устройстве избирательный,усилитель имеет низкую добротностьс целью уменьшения фазовых сдвиговсигнала от температуры на выходе этого.усилителя, Кроме того, избиратель-.ный усилитель ограничен по усиле нию сверху и снизу. Ограничение свер" ху (максимальное усиление) избирательного усилителя обусловлено его невысокой добротностью, так как в выходной ЭДС Феррозонда содержится основная (первая) гармоника, наличие которой обусловлено неидентичностью чувствительностей полуэЛементов дифференциального феррозонда. В случае не дифференциального (одноэлементоного) Феррозонда величина напряжения основной гармоники с выхода этого Феррозонда на несколько порядков выше, .чем с выхода дифференциального. Поэтому коэффициент усиления избирательного усилителя ограничен допустиьвм усилением напряжения основной часто- . ты, максимальное значение которогоне вызвало бы появления четных гармоник, обусловленных нелинейностью амплитудной характеристики этого усилителя, проявляющейся всегда при большом выходном сигнале.Известны Феррозондовые магнитометры, содержащие последовательно соединенные феррозонд, полосовой Фильтр, усилитель, фазочувствительный детектор и регистрирующий прибор, подключенный к первому входу Феррозонда источник переменного тока, выход кода. Поэтому присутствие в выходнойЭДС феррозонда 1 нечетных гармоникимеется как при наличии внешнего магнитного поля, так и без него. В качестве сигнала, пропорционального 5измеряемым параметрам магнитного поля, в выходной ЭДС феррозонда 1 используется вторая гармоника. Напряжение второй гармоники усиливаетсяизбирательным усилителем 2, настроенным на эту гармонику, и подается напервый вход синхронного детектора 4.Напряжение основной (первой) гармоники с выхода феррозонда 1 усиливаетсяизбирательным усилителем 3, настроен ным на эту гармонику, и подаетсяна удвоитель 5 частоты, выходное напряжение с которого коммутирует детектор 4. Интегратор 7 предназначендля создания необходимой полосы пропускания измеряемого сигнала, посту- О пающего с детектора 4, Кроме того,интегратор 7 усиливает сигнал с упомянутого детектора, Выходной сигналс интегратора 7 поступает через элемент 8 обратной связи на второй входферрозонда 1. С выхода этого интегра-.тора 7 сигнал подается на регистрирующий прибор 9.Повышение точности измерения параметров магнитного поля в устройстведостигнуто благодаря тому, что напряжение основной частоты поступает свыхода феррозонда 1 через дополнительный избирательный усилитель 3 навход удвоителя 5 частоты. Так как фазовые соотношения между гармоническими составляющими в выходном сигналеферрозонда остаются неизменными,то флуктуация сдвига фаз между напряжением коммутации и напряжениемс усилителя 2 отсутствуют. Отсутствиефлуктуаций фазовых сдвигов между упомянутыми напряжениями в устройствеобеспечивает повышение точности измерения параметров магнитного поля посравнению с известными устройствамипримерно на порядок. поля. Эта цель достигается тем, что уст О 15 ратной связи и регистрирующий прибор,25 ЗО 40 45 50 б 5 торого через второй усилитель и фазовращатель подключен ко второму входу фазочувствительного детектора, выход которого через элемент обратнойсвязи подключен ко второму входу феррозонда 12.Однако точность измерения его недостаточна,Цель изобретения - повышение точности измерения параметров магнитного ройство, содержащее ферромодуляционный преобразователь, основной и дополнительный избирательные усилители,входы которых соединены с выходомферромодуляционного преобразователя,синхронный детектор, первый вход Которого соединен с выходом основногоизбирательного усилителя, источник переменного тока, выхоц которого соединен с первым входом ферромодуляционного преобразователя, подключенный к его второму входу элемент обснабжено удвоителем частоты, выходкоторого соединен со вторым входомсинхронного детектора, а вход - с выходом дополнительного избирательного усилителя, интегратором, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход - с элементом обратной связи и с входом регистрирующего прибора.На чертеже изображена структурная схема устройства,Устройство для измерения параметров магнитного поля представляет собой феррозонд 1, (ферромодуляционный преобразователь), выход которогоподключен ко входу иэоирательногоусилителя 2 и дополнительного избирательного усилителя 3, синхронный детектор 4, первый вход которого подключен к выходу усилигеля 3, а второй вход - к выходу удвоителя 5 частоты, источник б переменного тока,выход которого подключен к первомувходу Ферроэонда 1, интегратор 7,выход которого подключен к выходудетектора 4, а выход через элементобратной, связи 8 - ко второму входуФеррозонда 1, регистрирующий прибор9, соединенный.с выходом интегратора,7. При этом выход усилителя 3 подк чен ко входу удвоителя 5 частоты.Устройство работает следующим обра ом,При перемагничивании Феррозонда 1 возбуждающим сигналом воспроизводимым источником б переменного тока,и при наличии внешнего магнитногополя, выходной ЭДС Ферроэонда 1 возникают кратные нечетные и четные гармонические составляющие. Наличие нечетных гармоник в выходной ЭДС дажедиФФеренциального ферроэонда 1 обусловлено неидентичностью чувствительностей полуэлементов этого Феррозонформула изобретения Устройство для измерения парамет.ров магнитного поля, содержащее ферромодуляционный преобразовательосновной и дополнительный избирательный усилители, входы которых соединены с выходом ферромодуляционного преобразователя, синхронный детектор, первый вход которого соединен с выходом основного избирательного усилителя, источник переменного тока, выход которого соединен с первым входом ферромодуляционного преобразователя, подключенный к его второму. входу элемент обратной связи и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено удвоителем час822089 оставитель Е ехред 1 А. Баби нилы едактор ГЛ. Цитки Корректор М. Вигула аказ 1842/7 732твенного коми бретеиий и от -35, Рауюская дписноеСР тета С крытый иаб.,лиал ППП "Патент, г. Уагород, ул. Проектн тоты, выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, авход - с выходом дополнительного избирательного усилителя, интегратором,вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход - с. элементом обратной связи и со входомрегистрирующего прибора. 0 ТирамВНИИПИ ГосУДаРпо,делам иэ 3035, Москва,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Рг 1 вдаЬ 1. Г, АГегг 1 йе соге Ф 1 охасе. аа 9 пейовейег, РцЬ 11 сай 1 опъ оУ СЬе ЕагСП РЬув 1 св ВгапсЬ, ч. 40,9 0.1, Османа, Сапада, 1970,2, Труды ВНИИЭП, 9 13, 1972,с. 109, рис. 1.