Цифровой феррозондовый магнитометр

Союз СоветсиииСоциалистическиеРеспублик АВТОе СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Заявлено 07. 07.80 (21) 2975230/18-21(72) Авторы изобретен 71) Заявитель ОВОЙ ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕТР 541 осится к геофизиоению, а точнее е назначенным тушки спост оя ннмагнитны апряжентоянии где 1 - сБ - и тО щ ла ток ка; и= нн перт ох и К Щ Наличие сационными лению в т датчике на два д тельных эл Наиболе нием к изоре вз РУ ки с е фрово(6 ) Дополнительное к авт. сви Н.Схоменко, Ю,Р.Линк Изобретение отнческому приборострк магнитометрам, пр ддля измерений компонент и полноговектора напряженности магнитногополя Земли,Известно устройство компенсацион-,ного типа, содержащее трехкомпонент"ный феррозондовый датчик, устройствовыделения и преобразования, элементыцепи обратной связи, регистрирующийприбор 13.Недостатком устройства являетсяо, цто, обладая высокой чувстви"тельностью и острой диаграммой на- .правленности и применяя компенсацион"ный метод измерения, трехкомпонентные магнитометры позволяют измерять .компоненты и модуль вектора индукциимагнитного поля Земли. Применениекомпенсационного метода измеренияприводит к необходимости применениякомпенсационных катушек в феррозон-.довых чувствительных элементах. Ка" оком являются источником х или медленно меняющихся полей, которые создают ость поля в точке на расопределяющуюся по формул лощадь среднего витоличество витков;для точек, расположеродолжении оси;ля точек, лежащих нендикуляре к оси, ием через центр катуополей, создаваемыхкатушками, приводитхкомпонентном феррозимовлияния одной каих феррозондовых чумента,близким техническиретению является ци3 9205 феррозондовый магнитометр для измерения трех взаимно перпендикулярных составляющих вектора напряженности магнитного поля. Этот прибор имеет три измерительных канала, построенных по принципу следящего последовательного уравновешивания, основными узлами которых являются феррозондовое сравнивающее устройство, устройство управления и преобразователь код - напряжение 121.ферроэондовое сравнивающее устройство может быть как с выходом в виде постоянного напряжения, так и с выходом в виде частоты. 3%Канал измерения работает следующим образом. При наличии разницы между измеряемым Нс и компенсирующим Н магнитны 20ми полями на одном из выходов сравнивающего устройства появляются импульсы, следующие с рабочей частотойферроэондового сравниваЮщего устройства Эти импульсы через схему управ-ления поступают на вход реверсивногосчетчика импульсов. Схема управленияв зависимости от знака разности(11 о - 11 вырабатывает управляющиесигналы постуг.ающие на входы "Сло 130жение" или "Вычитание" реверсивногосцетцика импульсов,В соответствии с состоянием разрядов счетчика преобразователь коднапряжение, управляемый реверсивныйсчетчик импульсов формирует сигналкомпенсации Н,Одновременно код счетчика поступает в устройство цифровой индикацииили устройства ввода и на вход логического устройства схемы выбора полярности. На выходе последней в зависимости от знака направления) измеряемого магнитного. поля вырабатываются соответствующие сигналы, управляющие работой переключателя поляр- ффности магнитного поля компенсации исхемы управления счетчика.В этот момент, когда значение Ндостигает Н схема магнитометра при"00ходит в состояние равновесия, и импульссы с выхода феррозондового сравнивающего устройства прекращаотся.Недостатком магнитометра следящего,уравновешивания, имеющего высокие метрологические характеристики, является Бто, цто при построении трехканального.магнитометра ему свойственны ошибкиот взаимовлияния, как и всем трехком 94 4понентным магнитометрам компенсационного типа.Цель изобретения - повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой феррозондовый магнитометр, содержащий три измерительныхканала, каждый иэ которых состоит изферрозондового сравнивающего блокас феррозондовым датчиком и компенсационной обмоткой в нем, последовательно соединенные блок управления и преобразователь код - напряжение, выходкоторого подключен к компенсационнойобмотке, дополнительно введены вычислительный блок, управляемый задатчикполя, а также в каждый канал управляем,ле ключи, .которые подключены междувыходом феррозондового сравнивающегоблока и входом блока управления, а куправляющему входу каждого из управляемых ключей подключен один выходзадатчика поля, другой выход которогоподключен к компенсационной обмотке,вход вычислительного блока связан свыходом блоков управления каналов,а управляющий выход - с входом управляемого задатчика поля,На чертеже представлена структурная схема устройства.Цифровой феррозондовый магнитометрсодержит три измерительных канала1-3Каждый канал состоит из феррозондового сравнивающего блока 4, включающего в себя ферроэонд с компенсационной обмоткой, управляемый ключ 5,блок 6 управления, преобразователь 7код-напряжение, а также общие длявсего магнитометра вычислительныйблок 8 и управляемый задатцик 9 поля,Выход магнитометра является выходом вычислительного блока 8.Цифровой феррозондовый магнитометр работает следующим образом.На феррозонд действует разницасоответствующей проекции вектора напряженности Но и поля компенсации,создаваемого преобразователем 7 коднапряжение в компенсационной обмотке,Б основном режиме работы управляемый ключ 5 замкнут, и с выхода ферроэондового сравнивающего блока 4 импульсы поступают в блок 6 управлениядо тех пор, пока измерение не закончится.Получившиеся результаты поступаютс выхода блока 6 управления на соот920594 Формула изобретения Цифровой Феррозондовый магнитометр,содержащий три измерительных каналакаждый из которых состоит из Феррозондового сравнивающего блока с феррозондовым датчиком и компенсационнойобмоткой в нем, последовательно соединенные блок управления и преобразователь код-напряжение, выход которогоподключен к компенсационной обмотке,отличающий с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены вычислительный блок, управляемый задатчик поля, а также в каждый канал - управляемые ключи, которые подключены между выходом феррозондового сравнивающего блока и входом блока управления, а к управляющему входу каждого из управляемых ключей подключен один выход задатчикаполя, другой выход которого подключенк компенсационной обмотке, вход вычис.лительного блока связан с выходамиблоков управления каналов, а управляющий выход - с входом управляемогозадатчика поля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Афанасьев Ю.В., Люлик В.П,Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр. В сб. Теофизическая аппаратура", Л., "Недра" вып. 36,- 1968,2. Семенов Н,И., Яковлев Н.И.Цифровые феррозондовые магнитометры,Л., "Энергия", 1978, с, 130" 136 30 35 ветствующие входы вычислительного блока 8, где запоминаются и хранятся,Затем вычислительный блок 8 выдает управляющий сигнал на управляющий вход управляемого задатчика 9 поля, 5 по которому выдается управляющий сигнал в один из каналов на управляющий вход управляемого ключа 5 для отключения выхода феррозондового сравнивающего блока 4 от. блока 6 ,управления и одновременно задает скачок поля в компенсационную обмотку феррозондового сравнивающего блокапри этом поле, создаваемое компенсационной обмоткой, равняется5 Н= Нк+ Нгде 1 - номер канала 1-3Н, =Н измеренное поле;Н - поле от управляемого.задатчика поля 9.Из-за взаимовлияния компенсацион.ных обмоток феррозондов на выходахблока 6 управления двух других каналов будут следующие результаты изме 25рения: НР= Н 0+ К НЬф ЭО 1 Ъ 3,где К ,К- постоянные коэффициенты,Значения Ни Н поступают в вычислительный блок,8 и запоминаются,аналогично получается при подаче поляв компенсационные обмотки канала 2.и 3: Н =. Н,+ К Н ,Н= Н,О+ КН,Н = Н ,+ КН.фИз этих значений, запомненных ввычислительном блоке 8,затем вычисляется значение коэффициентов К4513 ф Э 23 3 ф ЪЪПри неизменности внешних условий,действующих на датчик феррозонда,эти коэффициенты длительное времяостаются постоянными. Коэффициенты50.запоминаются в вычислительном блоке8. Далее магнитометр работает в основном режиме: вычислительный блок 8управляющих сигналов не выдает,управляемый задатчик,9 поля поля несоздает, управляемый ключ 5 замкнут,вычислительный блок 8 проводит исправ.ление поступающих в него результатов и на выход магнитометра поступаютзначения: Н, = Н 0.,- КНО- К.,Н,;Н = Но- КН,- КН,Н . НОЬ- К Н 0- К Н .Использование данного устройствав цифровом феррозондовом, магнитометре, работающем в комплексе с вычислительным блоком цифровой вычислительной машины, наиболее просто и бездополнительного усложнения устройствапозволяет повысить точность характе"ристики магнитометров,Устройство использовано в разрабо-танном и изготовленном макете цифравого магнитометра ИНЦ, экспериментальные исследования подтвердили эфФективность усложнения устройства,тозволяющего повысить точностныехарактеристики магнитометров.920594 Составитель Г, Змиевскаяедактор И.Недолуженко Техред Т. Наточка . Корре Шекмар Тираж 719Государственног лам изобретений осква, Ж, Ра П комитета открытий ская наб. лиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Заказ 2332/50одписо СССРпо деи113035, Н уш д