Цифровой феррозондовый магнитометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д721783 Союз Советских Соцналнстнческнх Республик .(51)м, Кл.2 а 01 В 3 /02 с присоединением заявки Мосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Пензенский политехнический институт 54) ЦИФРОВОИ ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к области зле ктрои з мерит ел ьн ой т ехни ки .Известен цифровой феррозондовый широтно-импульсный магнитометр, содержащий ферроэонд, генератор, усилитель, сумматор, усилитель-ограничитель, формирователь импульсов, детектор скважности, измеритель временного интервала, причем выход ферроэонда соединен со входом усилителя, выход которого подключен к одному входу сумматора, а другой вход сумматора соединен с выходом генератора. Выход сумматора подключен ко входу усилителя-ограничителя, выход 5 которого соединен со входом формирователя импульсов; выход формирова-. теля импульсов подключен ко входу детектора скважности и ко входу из - мерителя временного интервала; выход 20 детектора скважности соединен с обмоткой обратной связи феррозонда; обмотка возбуждения феррозонда соединена с генератором 1 .25 Недостатками такого цифрового ферроэондового магнитометра являются нелинейность функции преобразования прямой цепи и низкая помехозащищенность.30 Целью изобретения является повышение точности измерения и помехозащиценности.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой феррозондовый магнитометр, содержащий феррозонд, последовательно соединенные сумматор, усилитель-ограничитель, формирователь импульсов, детектор скважности, вход которого подключен к первому входу измерителя временного интервала, выход детектора скважности соединен с обмоткой обратной связи феррозонда, введены два интегрирующих дискретизатора, выполненные на основе интеграторов с запоминанием и с им - .пульсной обратной связью, ключ, формирователь напряжения возбуждения, последовательно соединенные генератор опорной частоты, блок делителей частоты, блок управления и формирователь треугольных импульсов, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход феррозонда подключен к первому входу первого интегрирующего дискретиэатора, второй вход которого соединен со вторым выхоцом блока управления, выход первого интегрирующего дискретиэатора через ключ, второй вход которого соединенс третьим выходом блока управления, подклкчен ко входу второго интегрирукщего дискретизатора, второй вход которого присоединен к первому выходу блока управления и ко второму входу формирователя импульсов; выход второго интегрирукщего дискретизатора соединен со вторым входом сумматора, выход генератора опорной частоты подклкчен ко второму входу измерителя временного интервала; второй выход блока делителей частоты лодклкчен ко входу формирователя напряжения возбуждения, выход которого соединен с обмоткой возбуждения ферроэонда.На фиг. 1 изображена схема пред лагаемого цифрового ферроэондового магнитометра; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства.В состав магнитометра (фиг. 1) входят феррозонд 1, дна интегрирую щих дискретиэатора 2, 3, выполненных на основе интеграторов с запоминанием и с импульсной обратной связьк, клкч 4, сумматор 5, усилитель- ограничитель 6, формирователь им пульсов 7, детектор 8 скважности, формиронат ел ь н апряжени я воз буждения 9, генератор 10 опорной частоты, блок делителей 11 частоты, блок управления 12, формирователь треуголь- ЗО ных импульсов 13, измеритель временного интервала 14, причем выход феррозонда 1 лодклкчен ко входу пер- вого интегрирукщего дискретизатора 2,. вход управления которого соединен с блоком управления 12, а выход первого интегрирукщего дискретиэатора 2 ерез клкч 4, управляющий вход котсрого соединен с блоком управления, лодклкчен ко входу второго интегрирукщего дискретизатора 3, входуправления которого присоединен к блоку управления 12 и к улравлякщему входу формирователя импульсов 7; выход второго интегрирукщего дискретизатора 3 соединен с одним входом 45 сумматора 5, другой вход которого подклкчен к выходу формирователя 13 треугольных импульсов, вход последнего присоединен к блоку управления 12, Выход генератора опорной часто ты 10 соединен со входом блока дели- гелей частоты 11 и с вторым входом измерителя 14 временного интервала, первый нход которого подклкчен к выходу формирователя импульсов 7 и ко у 5 входу детектора скважности 8; выход детектора скважности 8 соединен с обмоткой компенсации феррозонда 1, Вход формирователя импульсов 7 подклкчен к выходу усилителя-ограничителя 6, вход которого соединен с выходом сумматора 5. Первый выход блока делителей частоты 11 соединен с блоком улранления 12, а второй выход подключен ко входу формировагеля напряжения возбуждения 9, вы- б 5 ход которого соединен с обмоткой воз - буждения феррозонда 1,Устройство работает следукщим образом.В обмотку возбуждения феррозонда подается напряжение возбуждения частоты Е, поступающее от генератора 10 через делитель 11 и формирователь напряжения возбуждения 9. С выхода ферроэонда на вход первого интегрирующего дискретизатора 2 поступает сигнал У х (1), спектр которого содержит четные и нечетные гармоники, Информацию об измеряемом поле Во несет вторая гармоника (фиг. 2 а). На управляющий вход первого интегрирукщего дискретизатора 2 подаются от блока управления 12 короткие импульсы с частотой следования. 4 й (фиг. 26). За каждый такт работы интегрирукщего дискретизатора, равный (/4, происходит интегрированиевходной величины и напряжения обратной связи. В конце такта работы напряжение на выходе интегрирукщего дискретизатора будет равноТоТ-" "(.,где О- напряжение на выходепервого интегрирукщегоди скрети з атора в течение и-го такТа;к (и В 1 С -соответственно постоянные.времени прямой цели и цели обратной связи;Я/А ГТ= 4 т - длительность тактал = 1,2,3- номера тактов .Если ВС = Т и ВС = ВС, тоТ1 - ТКак видно из выражения (2) и временных диаграмм 26, в, на выходепервого интегрирукщего дискретизатора 2 образуется двухполярный прямоугольный сигнал, амплитуда которогопропорциональна среднему значеникц хза время Т=1/4, Далее напряжение Б х л) подается через клкчЬх4 на вход второго интегрирукщегодискретиаатора 3, длительность такта работы которого Т= 3Т (фиг. 2 д),причем начала тактов работы первогои второго интегрирукщих дискретизаторов 2, 3 совпадакт. Клкч 4 замыкается и размыкается таким образом(временная диаграмма 2 г), что в течение каждого нечетного такта работы второго интегрирукщего дискретизатора 3 на его нход подактся импульсы Б , и) с нечетными номерами,ВЫх.а в течение каждого четного - соответственно импульсыпс четными номерами. Из временной диаграммЫ в видно, что импульсыБс нечетвьп,ными номерами имеют положительнук,721783 Й/2.1 Тираж 10 писно ЦНИИПИ Заказ 125/38 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 выход первого и н т е грирующего ди с кретизатора через ключ, второй вход которого соединен с третьим выходомблока управления, подключен ко входувторого интегрирующего дискретизатора, второй вход которого присоединен к первому выходу блока управления и к второму входу формирователя импульсов; выход второго интегрирующего дискретизатора соединенсо вторым входом сумматора, выходгенератора опорной частоты подключенко второму входу измерителя временного интервала, второй выход блокаделителей частоты подключен ко входу формирователя напряжения возбуждения, выход которого соединен собмоткой возбуждения феррозонда. 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Семенов Н.М, и др, Особенности построения цифровых феррозондовых магнитометров время-импульсного типа, Труды ВНИИЭП, Р 24,1975,