Магнитометр

Сефз Севетских Социалистических Республик(53)М. Клд 6 01 й 33/02 с присоединением заявки МГесударстаенный комитет СССР не делам изобретений и открытий,757 (088,8) Дата опубликования описания 15. 10. 81 72) Авторы изобретеии Афанасьев, Ю.С. Бедов, В.Д Кбенка,(7 ) Заявитель 54) ИТОМЕТ Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначе- ф но, в частности, для измерения магнитной индукции (напряженности) постоянного магнитного поля, и может бЩь использовано в геофизике,приборостроении, электро- и радиотехнике, машиностроении, медицине и других областях народного хозяйства.Известны Феррозондовые,магнйтометры, состоящие иэ генератора возбуждения (с удвоителем частоты),феррозонда, полосового усилителя, регистрирующего прйбора, приЧем генератор возбуждения подключен к феррозонду .(обмотке возбуждения),а выход феррозонда (индикаторная обмотка) через полосовой усилитель, синхронный детектор и регистрирующий прн бор подключен к другому входу феррозонда (обмотке обратной связи) ЩОднако магнитометры с отрицатель ной обратной связью по измеряемой постоянной магнитной индукции (напряженности) имеют низкую помехоустойчивость по отношению к помехам . полевого характера, т.е. отношение сигнал-помеха на входе синхронного детектора в магнитометрах с обратной связью меньше, чем в магннтометрах 2без отрицательной. обратной связи.Для .сохранения необходимого (нормированного) значения выходного сигнала синхронного детектора (входного сигналарегистрирующего прибора) при использовании отрицательной обратной связинеобходимо пропорциднально увеличивать коэффициент передачи узлов прямой цепи (феррозонда, полосового усилителя и синхронного детектора). Всвязи с тем, что обратная связь существует только по полезному сигналу, а по помехе отсутствует, то про.исходит перегрузка полосового усили .15 теля и, как 1 следствие,появление ложного сигнала, т.е. погрешность визмерении.Наиболее, близкими по технической:сущности являются ферроэондовые маг- Ю нитометры, состоящие из генераторавозбуждения, ферроэонда, полосовогоусилителя, синхронногь детектора,регистрирующего прибора, причем генератор возбуждения подключен к ферро зонду (обмотке возбуждения), а выход феррозонда (индикаторная обмотка)через полосовой усилитель и синхронный детектор подключен к регистрирующему прибору (т,е. магнитометры без 0 отрицательной обратной связи) 23 .Однако магнитометры беэ отрицательной обратной связи имеют меньшийдиапазон линейности амплитудной характеристики, так как на ферроэонд воздействует не разность измеряемого икомпенсационного магнитных полей, атолько измеряемая постоянная магнитная индукция (напряженность), т.е.Феррозонд работает при больших значениях магнитной индукции (напряженности), что и ограничивает диапазонлинейности.Целью изобретения является расширение диапазона линейности.Эта цель достигается тем, что вмагнитометр, содержащий последовательно соединенные Ферроэонд и усилитель, генератор возбуждения,одинвыход которого соединен со входомферрозонда, а другой выход - со входом синхронного детектора, выход которого соединен с регистрирующим прибором, дополнительно внедены последовательно соединенные пороговыйэлемент, блок управления и управляющая фаэосдвигающая цепь, второй входкотоРой подключен к выходу усилителя, 5выход управляющей фазосднигающей цепи соединен с синхронным детектором,а выход порогового элемента - с выходом феррозонда,На чертеже изображена функциональ-ная схема устройства.Магнитометр содержит генератор 1возбуждения, подключенный к Феррозонду 2, причем выход феррозонда 2через полосовой усилитель 3 и упранляющую фаэосдвигающую цепь 4 подключен ко входу синхронного детектора 5, и одновременно выход феррозонда 2 через пороговый элемент би блок 7 управления (например, наборключей) подключен к управляющей 40фаэосдвигаюшей цепи 4. Второй входсинхронного детектора 5 подключен кгенератору 1 возбуждения, а выходк регистрирующему прибору 8,Работа. предлагаемого Феррозондоного магнитометра состоит в следующем.На ферроэонд 2, возбуждаемый синусоидальным током д от генератора1 возбуждения, воздействует измеряе"мая постоянная магнитная индукция(напряженность) В(Нр). Выходноенапряжение О феррозочда 2, пропорциональное измеряемой магнитной индукции В 0(Н 0), подается на полосовойусилитель 3, Выделенное из напряжения 55О полосовым усилителем,3 напряженйе второй гармоники частоты возбуждения О,1 п(4711+д) подается на управляющую фаэосдвигающую цепь 4 ив зависимости от режима ее работы по- щ 0лучает необходимый фазовый сдвигО и(4 ГГс +Ы+ч), Через управляющуюаФазосднигающую цепь 4 напряжение втоРои гармоники подается на синхронныйд тектор 5, преобразуется в постоян- б ное напряжение О 0 и регистрируется регистрирующим прибором 8. Величина начального сдвига Фазы напряжения второй гармоники Ояп(4 ХГс+4+ч), управляемой фаэосдвигаюшей цепью, обусловлена необходимым расширением диапазона линейности. Одновременно выходное напряжение ОВ ферроэокда 2, пропорциональное измеряемой магнитной индукции, поступает на пороговый элемент 6. В зависимости от,уровня выходного сигнала О.В феррозонда 2 пороговый элемент 6 может принимйть два различных состояния. При малом уровня напряжения О выходной сигнал О порогового элемента б равен нулю, Параметры управляющей фазосдвигающей цепи 4 выбираются таким образом, чтобы фазовый сдвиг между полезным сигналом на выходе полосового усилителя О эп(4 УГс+с и опорным напряжением О синхронного детектора 5 был отличен от нуля, т.е. равен углу Ч (О яи (4 У Г 1+Ы+ч) ), Этим обеспечивается хотя и не максимальный коэффициент передачи синхронного детектора, но близкий к нему. Таким образом, работа предлагаемого устройства при малом уронне напряжения О не отличается от известных.При большом уровне сигнала О в конце диапазона линейности пороговый элемент 6 срабатывает, и его выходной сигнал Оп пропорционален его входному сигйалу О , Выходной сигнал порогового устройства О воздействует на параметры управляющей фазосдвигающей цепи 4 через блок 7 управления посредством управляющего напряжения О ,В зависимости от уровня напряжения Оу фазовый сдвиг между полезным сигналом на выходе полосового усилителя Овп(4 Л Гс+А) и опорным напряжением синхронного детектора О,1 уменьшается. Уменьшение Фазового сдвига обеспечивает увеличение коэффициента передачи синхронного детектора Б, компенсируя тем самым уменьшение коэффициента передачи ферроэонда 2 и расширяя диапазон линейности всего устройства.Таким образом, данный магнитометр беэ отрицательной обратной связи, обеспечивая необходимое расширение диапазона линейности, одновременно обладает повышенной помехоустойчивостью и по отношению к помехам полевого характера, т.е. обладает положительными качестнами магнитометрон без отрицательной обратной связи и магнитометров с Отрицательнои обратной связью.Формула изобретенияМагнитометр, .содержащий последовательно соединенные Феррозоид и усили873170 тель, генератор возбуждения, одинвыход которого соединен ео входомферроэонда, а другой выход - со входом,синхронного детектора, выход которого соединен с регистрирующимприбором, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона линейности, в него дополнительновведены последовательно соединенныепороговый элемент, блок управленияи управляющая фаэосдвигающая цепь,оставитель Г;Семеноваехред М. Голинка Коррек Г. Назарова Тираж 735 Подписно НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/каз 90 Патент", г. Ужгород, ул. Проектн илиа Редактор И. Нестерова второй вход которой подключен к вы ходу усилителя, выход управляющейфазосдвигающей цепи соединен с синхронным детектором, а вход порогового элемента - с выходом феррозонда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Афанасьев Ю.В. Ферроэонды. Л.,