Номер патента: 905890

Авторы: Капран, Короткий, Семенов

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 200580 (21) 2926519/18-21 51) М. Кл.з С 01 В 33/02 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 15 р 22, Бюллетень МВ 6Дата опубликования описания 15. 02. 82 3 В,П.Короткий, А.М.Семенов и Ю.С.Капра с Институт электроники АН Белорусской ССР(54) МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к измерительной технике и предназначено,в частности,для измерения магнитныхполей.Известен магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор, тонкопленочный магнитныйдатчик, детектор, включенный посхеме частотного дискриминатора,усилитель постоянного тока и регистрирующий прибор 11.Недостатком такого техническогорешения является необходимость применения усилителя постоянного токас большим коэффициентом усиленияи большим динамическим диапазоном.Это объясняется незначительной модуляцией магнитной проницаемости пленки измеряемым магнитным полем, Применение усилителя постоянного токаприводит к низкой точности измерений за счет фликкер-шумов, переходящих на низких частотах в дрейф.Наиболее близким к данному техническому решению является устройство, содержащее генератор с подключенными к его выходу двумя тонкопленочными датчиками с противоположно ориентированными осями легкого намагничивания (ОЛН), соединенными соответственно с двумя амплитудными детекторами, каждый извыходов которых подключен ко входуусилителя постоянного тока черезразделительную цепочку, состоящуюиз последовательно соединенных резистора и конденсатора. Выход усилителя постоянного тока связан срегистрирующим прибором (2,Недостатком этого устройстваявляется низкая точность измерениЯ,обусловленная использованием усилителя постоянного тока вследствиеприсущих ему дрейфа нуля и большогоуровня собственных шумов, обратнопропорциональных частоте (1/т ),где й - ,астота, и = 1, 2)с,Цель изобретения - повышение точности измерений.цель достигается тем чтов магнитометр, содержащий генератор, к выходу которого подключеныпоследовательно соединенные возбуждающие обмотки двух тонкопле 25 ночных датчиков с противоположноориентированными осями легкого намагничивания, два амплитудных детектора, измерительная обмотка каждого из тонкопленочных датчиков30 подключена ко входу соотьетствующе 905890го амплитудного детектора, к выходу каждого иэ которых подключена разделительная цепочка, состоящая иэ последовательно соединенных резистора и конденсатора,и регистрирующий прибор, введены два варикапа, усилитель высокой частоты, балансный детектор и фазовращатель, причем катод первого варикапа соединен со входом первого ампЛитудного детектора, а анод второго варикапа соединен со входом амплитудного детектора, анод первого варикапа через реэистор второй разделительной цепочки подключен к выходу второго амплитудного детектора, а катод второго варикапа через резистор первой разделительной цепочки подключен к выходу первого амплитудного детектора, выход каждой разделительной цепочки подключен ко входу усилителя высокой частоты, выход, которого через баланс ный детектор соединен с регистрирующим прибором, а второй вход баланс- ного детектора через фаэовращатель соединен с выходом генератора.На чертеже изображена функциональная схема магнитометра. Магнитометр содержит генератор 1 с подключенными к его выходу тонкопленочными датчиками 2 и 3 с противоположно ориентированными осями легкого намагничивания (ОЛН), каждый из которых имеет возбуждающую 4=1 н 4=2, измерительную обмотку 5=1, 5=2, амплитудные детекторы б и 7, на выходе детектора б включена разделительная цепочка, состоящая иэ последовательнф соединенных резистора 8 и конденсатора 9, а на выходе детектора 7 включена разделительная цепочка, состоящая иэ последовательно соединеннЫх резистора 10 и конденсатора 11, и регистрирующий прибор 12. В устройство введены два варикапа 13 и 14, усилитель 15 высокой частоты, балансный детектор 16 и фаэовращатель 17. При этом катод варикапа 13 связан со входом амплитудного детектора б, а анод варикапа 14 - с входом детектора 7. Анод варикапа 13 подключен к точке соедийения резистора 10 и конденсатора 11 на выходе детектора 7, а катод варикапа 14 - к точке соединения резистора 8 и конденсатора 9 на выходе амплитудного детектора б. Выход каждой из разделительных цепочек подключен к входу усилителя 15 вЫсокой частоты, а выход усилителя 15 через барансный детектор 16, Управляющий вход которого через фазовращатель 17 связан с выходом генератора 1, подключен к регистрирующему прибору 12.Магнитометр работает следующим образом.10 Измеряемое магнитное поле, например синусоидальное, воздействует на тонкопленочные датчики 2 и 3 с противоположно ориентировочными осями легкого намагничивания (ОЛН) и изменяет их собственные индуктивности (магнитную проницаемость пленок), что приводит к модуляции высокочастотного напряжения генератора 1 на выходе датчиков 2 и 3. Промодулированное измеряемым полем высокочастотное напряжение, индуцируемое в измери .ельной обмотке 5=1датчика 2 детектируется амплитудным детектором б, а напряжение на15 выходе датчика 3 - детектором 7.При этом постоянные составляющиевыходного сигнала детекторов б и 7имеют противоположные знаки, а переменные составляющие продетектированных напряжений синфаэны, так как.ОЛН пленки одного иэ датчиков 2 и 3располагаются по направлению измеряемого поля, а ОЛН второго - навстречу ему. Другими словами, при.увеличении собственной индуктивности одного иэ датчиков 2 и 3 происходит уменьшение индуктивности другого. Постоянные составляющие продетектированных напряжений проходятчерез резисторы 8 и 10 и определяютрабочие точки варикапов 13 и 14, относительно которых происходит изменение их емкостей под действием переменных составляющих выходных напряжений детекторов б и 7.35 Так как датчики 2 и 3 и варикапы13 и 14 образуют контур, представляющий собой четырехплечий мост, тоусловие равновесия этого моста можнозаписать в виде40 ч "1Сч Оч(1)где Ь 1 и Ь- соответственно,индуктивности датчиков2 и 3145 С 1 и С 1 - емкости варикапов 13и 14 при нулевом измеряемом поле или условно принимаемом за нулевое,50 В случае обеспечения условия балансамоста при нулевом измеряемом магнитном поле сигнал генератора 1 на выходе моста (входе усилителя 15 высокой частоты) отсутствует, При дей 55 ствии измеряемого поля баланс мостанарушается. Это состояние аналитически записывается так/ м, .ьв С Сйч-а ч сч,ь с60 где Ь Ь и д Ь- соответствующие приращения индуктивностей датчиков 2 и 3;ДСчи ЛСПО- соответствующиеприращения емкостей65 варикапов 14 и 13,Как следует из выражения (2) изменение емкостей варикапов 13 и 14 синхронно с измененным магнитным полем усиливает разбаланс моста, следовательно, величину сигнала, который при малом измеряемом поле пропорционален величине последнего. Промодулированный измеряемый полем сигнал задающего генератора 1 с выхода моста поступает на вход усилителя 15 высокой частоты, с выхода которого поступает на вход балансного детектора 16. Для выполнения условия линейного детектирования на управляющий вход балансного детектора 16 с выхода генератора 1 через фазовращатель 17 подается опорное напряжение несущей частоты. Напряжение с выхода балансного детектора 16 пос. тупает на регистрирующий прибор 12.В предлагаемом магнитометре эа счет использования варикапов производится предварительное параметрическое усиление сигнала тонкопленочных датчиков, а следовательно обеспечивается увеличение отношения сигнал/шум на входе усилителя высокой частоты. 11 рименение усилителя высокой ч густоты в свою очередь, устраняет дрейф нуля, присущий известному из-за наличия усилителя постоянного тока, а также свойственные ему фликкер-шумы. Магнитометр работает в широкой полосе частот, включая нулевые частоты (О - 10 кГц). Большое отношение сигнал/шум позволяет использовать магнитометр не только для исследования различных магнитных явлений,но и в качестве магнитной)активной антенны.формула изобретения14 агнитометр, содержащий генератор, к выходу которого подключены последовательно соединенные возбуждающие обмотки двух тонкопленочныхдатчиков с противоположно ориентированными осями легкого намагничи -вания, два амплитудных детектора,измерительная обмотка каждого иэтонкопленочных датчиков подключенако входу соответствующего амплитудного детектора, к выходу каждого иэкоторых подключена разделительнаяцепочка, состоящая из последовательно соединенных резистора и конденсатора, и регистрирующий прибор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений, в него введены два варикапа,усилитель высокой частоты, балансный детектор и фаэовращатель, причемкатод первого варикапа соединен совходом первого амплитудного детектора, а анод второго варикапа соеди 20 нен со входом второго амплитудногодетектора, анод первого варикапачерез резистор второй разделительнойцепочки подключен к выходу второгоамплитудного детектора, а катод вто 25 рого варикапа через резистор первойразделительной цепочки подключен квыходу первого амплитудного детектора, выход каждой разделительнойцепочки подключен ко входу усилителявысокой частоты, выход которого черезбалансный детектор соединен с регистрирующим прибором, а второй входбалансного детектора через фазовращатель соединен с выходом генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 341072, кл. 32443, 1967.2. Вас 1 ег С.О., кепг 1 С.Я, 1 ЕЕЕТгапвас 1 оп ой Мадпе 1 сз ЧМАС - 10,40 1974, У 3, р, 524 - 527.905890Составитель Ю.Куликов Редактор К.Эолощук Техред Т, Маточка Корректор Г.Назарова Закаэ 386/68 Тираж 718 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Смотреть

Заявка

2926519, 20.05.1980

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ АН БССР

КОРОТКИЙ ВИКТОР ПАВЛОВИЧ, СЕМЕНОВ АНАТОЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, КАПРАН ЮРИЙ СЕМЕНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 33/02

Метки: магнитометр

Опубликовано: 15.02.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-905890-magnitometr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Магнитометр</a>

Похожие патенты