Устройство для измерения переменного магнитного поля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) 02273855 94 С 01 К 33/О ЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 3 ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ И3т,лОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У 44ий ордена Трудони государствен-летия восс Россией Павлюк етельство СССР К 33/00, 1973. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3916497/24-21 (22) 26.06.85 (46) 30.11.86. Бюл (71) Днепропетровс вого Красного Знам ный университет им соединения Украины (72) Э.И.Арш и А.М (53) 621,317.44(08 (56) Авторское сви В 457049, кл. С 01(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к областиэлектроиэмерительной техники и можетбыть использовано, например, при физико-химических исследованиях, Цельизобретения - повьппение чувствительности устройства. Устройство содержи магнитоиндукционный датчик 5, амплитудный детектор 9 и 18, регистрирующий прибор 10 и блокирующий и сглажи"вающий дросселии 19 соответственно.Цель изобретения достигается эа счетиспользования автогенератора 6, в качестве элементов которого, в целяхпеременного и постоянного токов,включены магниторезистивные датчики 2,3 и 4, а также включения магнитоиндукционного датчика 5, управляющеговарикапом 21,включенным в колебательный контур. Датчики подобраны такимобразом, чтобы обеспечить суммарноеувеличение чувствительности автогенератора 6 переменных магнитных полей. Кроме того, автогенератор выполнен на транзисторе по схеме с общим эмиттером и с кварцевой стабилизацией частоты, 1 з,п. ф-лы. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения параметров переменных магнитных полей автогенераторным резонанснымспособом с использованием бесконтактных датчиков, и может быть применено при физико-химических исследованиях, в геологоразведке, в измерениях наводок магнитных полей и коэффициента экранирования,Цель изобретения - повышение чувствительности путем выполнения авто- генератора с кварцевой стабилизацией частоты с тремя входами управления амплитудой и одним входом управления частоты и введения трех магниторезистивныхдатчиков, варикапа, дросселя и второго амплитудного детектора,На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - резонансные кривые датчиков.Устройство содержит блок 1 датчиков, состоящий из первого 2, второго 3 и третьего 4 магниторезистивных дат-, чиков и магнитоиндукционного датчика 5, соединенные кабелем с измерительным автогенератором, выполненном на транзисторе 6 со стабилизацией частоты с помощью кварца 7, с тремя входами управления амплитудой и одним входом управления частотой резистора 8, последовательно соединенные первый амплитудный детектор 9 и регистратор 10,блокирующие дроссель 11 и конденсатор 12, резистор 13, конденсатор 14, разделительный конденсатор 15, резисторы 16 и 17 второй амплитудный детектор 18, сглаживающий дроссель 19, конденсатор 20,варикап 21 и катушку 22 индуктивности,Устройство работает следующим образом. Автогенератор собран на транзисторе 6 и кварце 7, Резистор 13 и первый магниторезистивные датчик 2 срезистором 16 образуют делитель базовой цепи смещения транзистора б. Конденсатор 14 и второй магниторезис.тинный датчик 3 с резистором 17 образуют эмиттерную цепь автосмещения транзистора б. Конденсатор 20, варикап 2 1 и катушка 22,индуктивности образуют колебательный контур .автогенератора, Третий магниторезистивныйдатчик 4 и резистор 8 образуют цепьшунтировки резонансного контура. Последовательно соединенные магнитоиндукционный датчик 5, амплитудный детектор 18 и дроссель 19 образуют цепьуправления колебательным контуром почастоте. Дроссель 11 и конденсатор 5 12 образуют цепь блокировки источника питания по высокой частоте, Датчики 2 - 5 подключены к общей шине устройства, что позволяет объединить ихв один блок 1 датчиков. В исходном 1 ф состоянии (блок 1 датчиков находитсявне магнитного поля), транзистор 6находится в рабочем режиме, и автогенератор генерирует высокостабильныеколебания с собственной частотой Й 15 (фиг,2). Колебательный контур, состоящий из катушки 22 индуктивности иемкостного делителя, образованногоконденсатором 20 и варикапом 2 1, настроен на частоту Г , несколько боль шую чем частота Г, (фиг,2). На выходепервого амплитудного детектора 9 устанавливается напряжение с начальнойамплитудой А 1 (фиг,2).При введении блока 1 датчиков в 25 переменное магнитное поле происходитследующее.В обмотке магнитоиндукционного.датчика 5 под действием магнитногополя наводится ЭДС, и на выходе дат чика 5 появляется переменное напряжение. Магнитоиндукционный датчик5 представляет собой экспериментально испытанный преобразователь дляизмерения переменных магнитных полей,Напряжение с выхода магнитоиндукционного датчика 5 поступает на вход второго амплитудного детектора 18,преобразуется из переменного в постоянное и проходит через сглаживающий Ю дроссель 19. На катоде варикапа 21появляется положительный потенциал,под действием которого емкость варикапа 21 увеличивается. Посколькуварикап 21 является элементом колеФ45 бательного контура, собственная часто-та колебательного контура уменьшает-ся и становится равной частоте Й(фиг.2). На выходе первого амплитудного детектора 9 устанавливается постоянное напряжение с амплитудой А 2(фиг.2). Таким образом магнитоиндукционный датчик 5 управляет работойизмерительного автогенератора почастоте в результате чего на выходе первого амплитудного детектора 9получают полезный сигнал с амплитудой А 2 (фиг.2), пропорциональный ин дукции магнитного поля, Под дейст 3 12738 вием переменного магнитного поля третий магниторезистивный датчик 4 увеличивает сопротивление. Магниторезистивный датчик 4 представляет собой гальваномагниторекомбинационныйпреобразователь на основе германия, Включенный параллельно колебательному контуру магниторезистивный датчик 4 расшунтирует его, что способствует увеличению добротности.В результате .1 О1увеличения добротности напряжение на контуре увеличивается до амплитуды АЗ (фиг.2), Таким образом третий магниторезистивный датчик 4 управляет работой измерительного автогенератора по амплитуде, в результате чего полезный сигнал на выходе пер" вого амплитудного детектора 9,пропорциональный величине магнитоиндукции, увеличивается до амплитуды АЗ (фиг.2).Работу первого и второгомагниторезистивных датчиков 2 и 3 целесообразно рассматривать одновременно. Причем датчики 2 и 3 подобраны таким образом, чтобы под действием магнит ного поля сопротивление первого магниторезистивного датчика 2 увеличивалось,а сопротивление второго магниторезистивного датчика 3 уменьшалосьТак как датчик 2 включен в нижнее плечо базового делителя транзистора 6, увеличение сопротивления нижнего плеча ведет к увеличению положительного потенциала на базе транзистора ,6, что способствует увеличению амплитуды переменного напряжения на колебательном контуре, За счет уменьшения сопротивления второго магниторезистивного датчика 3, стоящего в эмиттерной цепи автосмещения транзистора 6, уменьшается отрицательный потенциал на базе транзистора 6, что также ведет фк увеличению амплитуды переменного напряжения на колебательном контуре.45Таким образом, первый и второй магниторезистивные датчики 2 и 3 оказывают влияние на режим работы транзистора 6, в результате чего до 50 стигается управление работой измерительного автогенератора но амплитуде, а это способствует увеличению полезного сигнала на выходе первого амплитудного детектора 9, Все датчики работают на увеличение полезного сигнала в зависимости от значения индукции переменного магнитного поля, что значительно увеличивает чувствительность устройства. Сигнал, пропорциональный магнитной индукции переменного магнитного поля после детектирования подается на регистрирующий прибор.Формула изобретения1. Устройство для измерения переменного магнитного поля, содержащее автогенератор,магнитоиндукционный датчик, подключенный к одному иэ входов автогенератора, последовательно соединенные с ним амплитудный детектор. и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены три магниторезистивных датчика, варикап, дроссель и второй амплитудный детектор, причем первый магниторезистивный датчик включен между первым входом автогенераторв и общей шиной устройства, второй магниторезистивный датчик включен между вторым входом автогенератора и общей шиной устройства, третий магниторезистивный датчик включен параллельно колебательному контуру автогенератора, а выход магнитоиндукционного датчика через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и дроссель подключен к конденсатору колебательного контура автогенератора и катоду варикапа, анод которого соединен с общей шиной устройства.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что автогенератор выполнен на транзисторе по схеме с общим эмиттером и с кварцевой стабилизацией частоты, база ко;торого соединена с первым входом автогенератора, эмиттер соединен с вторым входом, коллектор через разделительный конденсатор - с выходом автогенератора.