Способ измерения параметров слабого постоянного или медленно изменяющегося магнитного поля

ОП ИСАНИЕИЗОВВЕТЕН ИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическивРеспублик и,. 7394444да делан изобретений и аткрытнй(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОСТОЯННОГИЛИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГОПОЛЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано1для измерения параметров слабого постоянного или медленно изменяющегосямагнитного поля,Известен способ измерения циркуля 5ции напряженности магнитного поля, соз-даваемого постоянным или медленно изменяющимся электрическим током, согласно которому ферромагнитный сердечтО. ник возбуждают постоянным и перемен-,ным током и из выходной ЭДС выделяютсоставляющую с частотой, равной кратному целому частоты возбуждения, по амплитуде которой и судят о величине циркуляции напряженности магнитного поляЯОднако зтот способ обладает недостаточной точностью измерения,Известен способ измерения компонентвектора магнитной индукции (напряженности магнитного поля), реализуемыйв феррозондовых магнитометрах, соглас.но которому ферромагнитный сердечник(в виде тороида или стержня) возбуждают переменным током заданной частоты ииз выходной ЭДС, появляющейся при на.личии внешнего измеряемого поля, вьтделяют составляющую, равную кратному целому частоты возбуждения, по амплитудекоторой и судят о значении измеряемойкомпоненты поля 21,Однако из-за проникновениячетныхгармоник тока возбуждения (всегда сопро-вождающих основное колебание иэ-за несовершенства генератора возбуждения) визмерительную цепь происходит самопроизвольное смещение пнули магнитометра,атследовательно, и снижение точностиизмерения, особенно при измерении параметра слабых магнитных полейЦель изобретения - повышение точности измерения параметров слабых постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей,Указанная пель достигается тем, чтоферромагнитный сер дечник возбуждают2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что амплитуды токов возбуждения двух различных частот устанавпивают одинаковыми, амплитуду огибающей суммы токов возбуждения выбирают не менее; чем в 2,5 раза превышающей значение тока насыщения,и настраивают 5 7394У , гдел = 1,2,3,.-целые числа, Ам. плитупа кажпой из частот и Я. будет зависеть от отношения ,й /1 в (равноНщ,д (Н ) гпе 1- амплитуды оги 1бающей суммы токов возбужпения, 1 - 5значение тока насыщения сердечника,Если 1 п,то максимальная глубинамодуляции проницаемости р на осйовной частоте Й (-1) будет достигнута при 1 пя/1=1,4, а на частоте 2 Ю- ОПРи 1 п/1 2,5 (фиг. 2).Выбирая второй режим возбуждения инастраивая измерительную обмотку в резонанс на основную частоты Й, получают условия при которых резко возрастает чувствительность преобразователяк измеряемому полю, поскольку его выхопная индуктивность изменяется с частотой 2, благопаря чему в контуре возникает параметрическое усиление сигналас частотой Я.; резко возрастает отношение сигнал-помеха, так как, наряду с увеличением чувствительности преобразователя, осуществляется подавление составляющих ЭДС с частотамиры идигде и=1,2,3, - целые числа,Елагодаря повышению чувствительностии отношения сигнал/помеха также повышается точность измерений.Схема устройства (фиг, 3) пля реали 30запии данного способа содержит феррозонд 1, генераторы 2 и 3, коненсатор4, фильтр 5 нижних частот, усилитель 6,синхронный детектор 7, линейный резистор8, усилитель 9 тока (повторитель), детектор 10, фазоеращатель 11, регистрирующий прибор 12 и резистор 13.Устройство работает следующим обраФеррозонп 1 возбужпается перемеп 40ными токами Пвух различных частот Ши сО, вырабатываемыми генераторами2 и 3, Амплитуды токов выбраны равными, а отношение 1,/1 ) 2,5, Измерительная обмотка феррозонца 1 настроена 5в резонанс на частоту Й конденсатором4, Сигнал с частотой Я., появляющийсяна выходе феррозонпа 1,при наличии измеряемого поля Н, подается на фильтр 5нижних частот, усиливается усилителем6 и поступает на синхронный детектор 7Напряжение коммутапии синхронного петектора 7 формируется слепуюшим образом, Напряжение, пропорциональное сумметоков возбужпения, снимается с линей 55ного резистора 8 и поступает на усилитель 9 тока (повторитель) с большимвходным сопротивлением, Далее этот ток 44 6детектируется детектором 10 и подается на фазовращатель 11, а затем - на коммутирующий вход синхронного детектора 7, С синхронного детектора 7 сигнал в виде постоянного или медленно изменяющегося тока поступает на регистрирующий прибор 12, причем часть тока ,может бь 1 ть отведена через резистор 13 в цепь обратной связи (на фиг, 3 не показана), как это имеет место во всехсовременных феррозонповьтх магнитометрах. Преимущество препдагаемоГо спосооаизмерения параметров магнитного поля и измерительных устройств, реализующихданный способ, состоит в том, что, возбуждая ферромагнитный серпечник переменными токами двух различных частот и выделяя из выходной ЗДС составляющую с частотой, равной кратному пелому разности пвух упомянутых частот появляющейся только при наличии измеряемого поля, можно не учитывать влияние высших гармоник токов возбужпения, поскольку любая их комбинация действующая в симметричной нелинейной цепи, какой являетея цеп ь возбуждения ферромагнит ного сердечника, не приводит к возникновению ложных сигналов с частотами, равными кратному целому разности осювных частот возбуждения, Вследствие этого повышается точность измерений. Формула изобретения 1. Способ измерения параметров постоянного иди мепленно изменяющегося магнитного поля, основанный на возбужпении ферромагнитного серпечника переменным током заданной частоты, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, серцечник дополнительно возбужпают переменным током пругой частоты, а из выходной ЭДС выделяют составляющую с частотой, равной кратному целому разности частот токов возбуждения, по амплитуде которой судят о значении измеряемого параметра поля,Составитель С, Луки Техред Ж, Кастелевич аяорректор Г. ешетник тор Н, Кравцо аз 3043/ Тираж 1019 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий .35, Москва, Ж, .Раушская набд. 4 113 О илиап ППП Патент", г, Ужгород,ктная,7 7394измерительную обмотку, охватывающуюсердечник, в резонанс на основную резоиансную частоту.Источники ивормащи,нринятые во внимание при экспертизе 44 8 1. Розенбпат М, А, Магнитные элементы автоматики и вычислительной техсники МНаука, 1974, 2, ф НосМг 1 соетз 1 есЬос опт Иес 1 гоакое 6 с "1936, 47, % 6 р. 177-181,