Устройство для компенсации помехв образцовых mepax магнитной индукции

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнит (22) Заявлено ное к авт, саид-ву(51)М. Кл С 01 й 33/ 70479 (21) м заявки Нов 4923 18 присоединени осу арствеиный ко СССР елам изобрете и открытиИ(23) Приорите о 150 публик юллетеиь Йо 1) Авторзобретени я А. Прищепо 1) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПОМЕХ В ОБРАЗЦОВЫХ МЕРАХ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ5 5 Изобретение относится к иной технике и может быть испдля поверки динамических хартик магнитомеров с низким по5 чувствительности и компенсацнитных помех.Известно устройство для компенсации помех в образцовых мерах магнитной индукции, которое содержит меру магнитной индукции с образцовой и компенсационной обмотками, выполненных на общем каркасе, а также феррозонд с калибровочной и компенсационной обмотками, соединенный с электронным блоком магнитометра. Ферро зонд с обмотками установлен внутри катушек образцовой глеры на заданном расстоянии от центра, определяемом базой градиента внешнего поля помехи. При этом катушка компенсации 20 помех меры и катушка отрицательной обратной связи феррозонда компенсационного канала соединены между собой последовательно-согласно и подключены к выходу электронного блока компенсационного магнитометра. Образцовая катушка подключена к источнику тока, часть которого обратной полярностью подана в калибровочную катушку феррозонда, компенсируя маг нитное поле образцовой катушки меры в объеме компенсационного феррозонда. Поэтому феррозонд воспринимает лишь магнитное поле внешних помех и с помощью цепи отрицательнойобратной связи магнитометра компенсирует их. Близкое расположение отцентра образцовой катушки, где помещается поверяемая катушка с нульиндикатором, до компенсационного феррозонда обеспечивает компенсацию неоднородных магнитных полей от прогышленных установок в объеме глеры 1 ) Недостатком этого устройства является недостаточная точность компенсации магнитной индукции переменных полей, обусловленная наличием фазовых сдвигов в рабочей обмотке меры и в калибровочной обмотке феррозонда, а также узкий частотный диапазон при воспроизведении магнитной индукции переменного поля, вызванный увеличивающейся погрешностью меры с увеличением частоты переменного тока в рабочей обмотке и ЭДС взаимной индук" ции и, как следствие, для замкнутой цепи компенсации, индуцированный ток, создающий поле встречного направления основному полю.Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности.Цель достигается тем, что в устройство для компенсации помех в образцовых мерах магнитной индукции, содержа.щем катушку с рабочей и компенсационной обмотками, источник переменноготока, подключенный к рабочей обмотке,резистор, магнитометр, первичный преобразователь которого с основной идвумя компенсационными обмотками установлен внутри меры, дополнительновведен дроссель, включенный последовательно с компенсационной обмоткой меры и первой компенсационной,обмоткой первичного преобразователямежду ними, вторая компенсационнаяобмотка первичного преобразователясоединена последовательно с рабочейобмоткой меры, при этом резистор подключен параллельно первой компенсационной обмотке первичного преобразователя.Кроме того, первая и вторая обмотки компенсации первичного преобразователя выполнены в виде безмоментныхкатушек.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства, на фиг. 2 - зависимости воспроизведения магнитной индукции переменного поля от частотыдля известного (1) и предлагаемого(2) устройства,Устройство (фиг, 1) содержит рабочую обмотку 1, подключенную к источнику 2 переменного тока, обмотку 3компенсации меры, электронный блок 4магнитометра, первичный преобразователь 5, имеющий основную обмотку б,соединенную со входом электронногоблока 4 магнитометра, первую обмотку 7 компенсации, зашутированную ре- фзистором 8 через дроссель 9 и обмотку 3 компенсации, подключенную к выходу электронного блока 4 магнитометра, вторую обмотку 10 компенсации,соединенную последовательно с рабочей 4обмоткой 1 и подключенные к источнику 2 переменного тока. Первая 7 и вторая 10 обмотки компенсации первичногопреобразователя 5 выполнены безмоментными. 50Устройство работает следующим образом. Однородное магнитное поле Земли, имекщее постоянную и переменную составляющие, воспринимается и преобразу 4 ется первичным преобразователем 5 и через последовательно соединенную обмотку 3 компенсации меры в ее центре. Магнитное ноле Земли компенсируется в объеме первичного преобразо- Щ вателя 5 и в центре рабочей обмот" ки 1 с помощью обмотки 3 компенсации одинаково при условии согласования постоянных обмоток 3 и 7 компенсации с помощью резистора 8. Магнит- у ная индукция, воспроизводимая рабочей обмоткой меры в объеме первичного преобразователя 5, компенсируется обмоткой 10 компенсации, включенной встречно рабочей обмотке 1 меры, по этой причине в витках обмоток б и 7 первичного преобразователя 5 переменная ЭДС взаимной индукции не наводится, В витках обмотки 3 компенсации меры при протекании переменного тока источника 2 по рабочей обмот-. .ке 1 меры наводится ЭДС взаимной индукции, и, как следствие, для замкнутой цепи компенсации переменный токаМРТРИ)7 кгде о - круговая частота переменноготока;М- коэффициент взаимной индукции между рабочей обмоткой1 и обмоткой компенсации 3меры,амплитуда переменного тока,протекающего по рабочей обмотке 1,Е - полное сопротивление цепиккомпенсации.Магнитная индукция в центре меры,в соответствии с (1) определяется извыражениягде К и К- постоянные рабочей 1 икомпенсационной 3 обмоток меры.Полное сопротивление цепи компенсации определяется из выражений известное устройство (без дросселя)Е:г+)м(+ ); (3)предлагаемое устройство (с дросселем)к =гк+гэ+ "ф("к+по+1 Э) (4)гдеОПд индуктивности обмоток компенсации 3и 7 и дроссели 9 соответственно;г - полное активное сопротивление цепи компенсации,гз - активное сопротивление дросселя.В формулах (3) и (4) всегда выполняется условие(и гЭ г, по.этому величинами ,ц, и гз с целью упрощения выводов нижеследующих формул,пренебрегаем.Подставляя (3) в (2) и учитывая,Кк %Р икарчто - = -- , И =К (.фри Юр Ок Рк сэ кф=И, ак Ъ гк, получим выражение для определенйя магнитной индукции переменного поля известным устройством (без дросселя)"(Н гк Р КР (+ Кэ ф) ф где УР и Ик " числа витков рабочей 1и компенсационной 3 обмоток меры соответственно;813338 и: = 2 е- - отношение радиусов Вйкк ккруглых катушек илисторон а квадратныхкатушек рабочей 1 икомпенсационной 3 обмоток меры в зависимости от выбраннойконструкции;индуктивность рабочей обмотРки 1,К - коэффициент связи между 10рабочей 1 и компенсационной 3 обмотками меры.При подстановке (4) в (2) и допущений,приведенных ниже, а г;акже при З/1.=п получим выражение для опреде- )5 ления магнитной индукции переменного поля предлагаемого устройства (с дросселем) Формула изобретения 1. Устройство для компенсации помех в образцовых мерах магнитной индукции, содержащее катушку с рабочейи компенсационной обмотками, источник переменного тока, подключенный крабочей обмотке, резистормагнитометр, первичный преобразователь которого с основной и двумя компенсационными обмотками установлен внутри меры,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения частотного диапазона и повышения точности, в него дополнительно введен дроссель, включенный последовательно с компенсационнойобмоткой меры и первой компенсационной обмоткой первичного преобразователя между ними вторая компенсационнаяобмотка первичного преобразователясоединена последовательно с рабочейобмоткой меры, при этом резистор подключен параллельно первой компенсационной обмотке первичного преобразователя.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первая ивторая обмотки компенсации первичного преобразователя выполнены в видебезмоментных катушек.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 566213, кл. 6 01 В 33/02, 1977."саф 20Я (1 ц +ЬкКр ) (6) При расположении рабочей 1 и компенсационной 3 обмоток меры в одних пазах катушки, коэффициент связи 25 К ь - + 1 и и - +1. В соответствии ссьформулой (5) воспроизводимая магнитная индукция стремится к нулю, а погрешность к 100 (см, фиг. 2 график ). Уменьшение погрешности известного устройства (второе слагаемое формулы (5) связано с уменьшением и - отношения радиусов (сторон) рабочей 1 и компенсационной 3 обмоток меры, и, как следствие, уменьшением коэффициента связи К в между этими обмотками. Для заданнОй однородности ,воспроизведения магнитной индукции в некотором рабочем объеме, определяющей размер рабочей обмотки 1, обмотка 3 компенсации должна быть боль шего размера чем рабочая обмотка 1, Это приводит к усложнению конструкции меры и увеличении ампервитков обмотки компенсации, т.е. к повышению мощности затрачиваемой на компенса цию помех.В предлагаемом устройстве в соответствии с Формулой (6) последовательное соединение обмоток компенсации меры 3 и 7 первичного преобразователя 5 с дросселем 9 позволяет для любого выбранного отношения и в известном устройстве и соответствующего при этом значении коэффициента связи КВ повысить точность компенсации помех переменной магнитной индукции и+1 раз (см. Фиг, 2 график ) при выбранном соотношении индуктивности дросселя 9 к индуктивности обмотки компенсации 3 меры /=п. Включение последовательно с компенсационными обмотками меры 3 и 10 первичного преобразователя 5 дросселя 9 с индуктивностью ,Э в и раз большей индуктивности обмотки 3 компенсациик уменьшает погрешность компенсации магнитной индукции переменного поля до величиныЪ в диаЮОо пазоне частот от нуля до Г= , приМ 1 которой начинает проявляться погрешность обмотки, обусловленная ее резонансными свойствами.Применение безмоментных катушек в качестве обмоток 7 и 10 компенсации первичного преобразователя 5 повышает точность компенсации помех в центре рабочей обмотки 1.813338 Ю у каз 767/5 7 Тираж 732ВНИИПЙ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. од пи с ноР 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгор Проектная,Составитель Е. Данилинаедактор Т, Веселова Техред Н.Ковалева КОрректор