Магнитометр с устройством компенсации магнитных помех от носителя

(5 74/18-2 01 Ч 3/16 присоединен явки веударственньй веет СССР ее делам нзебретеннй н открытей) Заявитель СТРО ЙСТВОМ ОТ НОСИТЕ ОМПЕНСАКЦ и маг- агнитоанимаемом датчик сьэвного магнитометр Твво ак вспомогмпенсируюше источцикэм тельныи магнитогэ устройства сам электрэмагнитных гра, то егэ стремят ые подля пометр кэ являетс поме.х д одвижвертоля магнитоме сти дальше о ся отн тчика основ етра.м магнитэ магнит В тет лементов приы. При этомукции, вслед кость к вляют эсительные водит к доп ся от о при яе Эгхам,На близ нической сутп-тометру яветр с компени и к предлагаем ля тнь самолмаги агнит ех отмагн ных п сацие и ус мех,оснэвнэй енсации вспомэг магиительный ойств ключаю трехкомпошее(54) МАГНИТОМЕТР С МАГНИТНЫХ ПОМЕХ Изобретение относится к областнитных измерений, в частности кметру с устройством вычисления ипоправки, компенсируюшей магнитнмехи носителя, предназначенномуиска малых магнитных аномалий сных платформ, например, самолетолетов и других носителей. Известны самолетные магнитометры с устройством компенсации магнитных по- мех, создаваемых самолетом 1, Такие магнитометры содержат вспомогательный трехкомпонентный магнитометр, усилительно-преобразовательные схемы, распределительное устройство и компенсационные катушки. Сформированные усилительно-преобразовательными схемами ортогэнальые составляюшие поля помехи в виде токов, пропорциональных составляющм помехи, подаются в компенсацион ные катушки с соответствующими амплитудами и фазами, Таким образом, производится компенсация помехи в объеме,0.79. Бюллетень,% 39 ния описания 28.10.7 ми всгомогательным ма мпенсационными кату тельных эие габарит с разнесенныитометром и ами блок чувстбретает боль снижается жестствие чего п- гловые смелеолнительным пэ 693319центплый магнитометр на основе тр:х ферпозэпдов с катуцками эбратной связи, подключенных к усилительно-преэбр азовательным схемам, распределительное устройство, ко вхэдам которого подключены выходы вспомогательного магнцтометра, трц сумматора, подключенные к выходу распределительного устройства, а также устройство ввода поправок2 ,Компенсационное устройство, па которое поступают ортогонадьные сэстатляютцие сигналов, характеризующие геэмаг- нитное пода и ортогональные составипощие сигналов, характеризующие магцитнэе поде поситедя при его маневрах В земном магнитном поле, ппеэбразует тртл взаимно-перпендик;лярцые компенсцру 1 О- щце сигналы В эдттт сложный электрический сигнал ц тепосредствецО ввДит егэ В показания маГнитэметрае Цля ф 03 мирования одного сложного компенсцрующего сигнала используются сцнуспо-косицусные потенциометры,. Приводящиеся от двух сервоприводов, что служит прттттцэй ряда его недостатков.инуснэ-косицусл 25 ные потенциометры являются пенадг;кцыми элементами, благодаря наетичитэ скользятцих контактов, а их электромеханический привод огратитивает быстродейс вце устройств ае В уст ройс Ве 1 е обеспечена компенсация помех, обусловленных вцхре- ВЫМИ т От аМЦ ВЭЗтткаЮицю,тт В ЗД,дКТРт ПРОВОДНЬтХ ЕЭНСТРУКЦИНХ ПОСИТЕДЯ ПРЦ ЕГО эволюциях в магнитном поде Земли, а35 такж гомах ээуслэвлецньтх магццтцым пэлем цепей электрической нагрузки,Целью изобретения является снижение уровня цескомпенсированцых помех ц повьтшецце надежности ттстройства.4 О.Е:асацная цедь достигается тем, что в известный магнитометр с устройством компенсации магнитных помех, содержащий основной магнитометр ц вспомэгатедьньтй трехкомпонентный магнитометр,45 вклтачатэццтй феррозонды с катушками обратной связи и усилитеттьно-преэбразоватзльньте схемы, распределительное устройство, ко Входам которого подкдю .ены выходы вспомогательного трехкэмпоент 50 ного магнитометра, три сумматора, подключенные к выходу распределительного устройства и устройство ввода поправок, введены схемы дифференцирования сигналов вспэмогатедьногэ магнитэметра, шун55 ты в цепях здектрической нагрузки, подключенные кэ входам распределительного устройства, дэпэлнитедьный сумматор, а в каждый из каналов вспомогательного трехкомцэцэптпэго магнцтометра введены цифровой тцтегратэр ц етва преобразователя кода в прэвэдимэсть. Причем,вхол цифрового интп ратора подклочен квыходу усилительно -преобразовательэйсхемы, выход цифрового интегратора подключен к цифровым входам двух преобразователей кода в провэдцмость. Аадоговый вход эдногэ из преобразователей кодав проводимость пэдключе к выходу магнитэметОа а выход пэдкл 10 чеп к кату 1 кеобратной связц соответствующего феррозонда, аналоговый вход второго грсэбразователя кода в проводимость пэдклточенк выходу сумматора, а выход подключенк Оегнэму з Входов дэпэлцельтого сумматора, к двум дру им входам дополнительного сумматэра ттэдключеньт выходыдвух других преобразователей кэда в проводимостьа выход дополтительнэго сумматора подключен к устройству вводапоправок Ба чертеже изображена. функциональная схемт маг"итометра с устройством кэмтецс атццт )Ц СЕ ЕРК 1 Э П 1 ВЦЭй - ;,тагнцтОМЕГР ттЗМЕРЯОЦЦй МОДУЛЬ ЬЕКТЭРа ЛлаГЦттцэй индукции, Например, квацтэвьтй магнитометр с оптическойт акачкой цди феррэзондовый магнитометр со следящей системой оциептапиц измерительного зонда ПО таПРагЛЕНЦО ВЕКТОРа ИНДУттиц, ВСПО- мэгательцый трехкэтПонентный магнитометр, вкгцочатощий три феррозоцда 2 с катушками эбратцой связи ориентированные параллельно осям ОХ, ОУ ц ОЕ ортэ 1 Оцэльцэн сцстемь. координат самолета и усцлпельцопреобразовательные схемы ЗЦтфРЭВЬЕ ттзт-РатЭРЫ 4, СЭЕДЦНЕН- цьте с в; хода,ц ут и.тельто преЯраз вате 1 ьцьх с.Аем 3 два идентичных пре образовьтеля кода в проводимость, под- КЛОЧЕНнЫХ К ВЫХОДаМ КаждОгэ цИфРового интегратора 4, резисторы 6 в цепях катушек обратной связи, соединенные со входами распределительного устройства 7, как непосредственно, так и через схемы 8 дифференцирования шунты 9 в эдектрическтх цепях самолета, подключенные ко входам распределительного устройства 7, содеркащего управляемые дедцтеди напряжения, выходы которых соединены сэ входами трех сумматоров 10, выходами соединенных с аналоговыми вхэдамц вторых преобразователей 5 кода в проводимость управеяюцтих проводимостями входных цепей дополнительного5 693319 сумматора 11, выход которого соединен с устройством 12 ввода поправок,В случае применения магнитометра 1 феррозондового типа, в качестве устройства ввода поправок служит компенсационная катушка измерительного феррозонда.В случае применения квантового магнитометра устройство ввода поправок содержит амплитудные и фазовые корректи рующие звенья, соответствующие передаточной функции основного магнитометра 1 и сумматор, подключенный к выходу основного сумматора.Магнитометр работает следующим образом.ЕВ магнитном поле Земли на феррозонд 2, ориентированный по направлению оси ОХ действует составляющая индукции магнитного поля20о 12 Р 1 х И Пх = СР ,Х 5 25 30 Э, = 3 СРЬо.7где оС - угол между вектором магнитной индукции В и осью ОХ. На выходе соответствующей измеритель- но-преобразовательной схемы 3 возникает сигнал соответствующей полярности. В результате интегрирования этого электрического сигнала цифровым интегратором 4, на выходе последнего накапли- ваетсЯ код числа ПХ т постУпающий на вход преобразователя 5 кода в проводи- мость И=1 "Хтгде К - проводимость цепи катушкиобратной связи феррозонда. На аналоговыйвход того же преобразователя поступаетнапряжение с выхода основного магнитометра 1, пропорциональное модулю векто40ра магнитной индукции=К 2 Ь.В результате в цепи катушки обратной связи потечет токЭ= Ч= ,г ПЬ.Магнитное поле катушки обратной связиЪ= " 1 СЪ= К 1 КаЗ ПХ 5направлено навстречу измеряемому полю,По мере накопления числа пх сила токавозрастает и в моМент, когда поле катушки ВХ сравняется с измеряемым полем3 сигнал на выходе феррозонда 2 и усих=(, , у+Х .ав,М 1 х х 1 ЬЬ тх т ЬатЭЭгде ) Х, - индуктивные коэффиЬ)циенты;Х Х - вихревые козффициенМх 1 уты лйтельно-преобразовательной схемы 3 станет равен нулю, Накопление кода П на выходе цифрового интегратора 4 прекратится.Число пХ связано с измеряемыми величинами равенством +В =-17 а такжеХ ) -м выражениями для модулей В и Вк С учетом зтнх зависимостей Число ппропорционально направляющему косинусу вектора магнитнойиндукции с точностью до постоянногомножителя.Путем выбора коэффициентов к, к,.и к множитель -- , устанавли 3вают равным единице и при этомПХ- РьАналогично на выходе двух другыцифровых интеграторов 4 установятся коды двух других направляющих косинусовПу СРЬ/3 И П: СОЬ Я,Одновременно напряжение на резисторев точке Х схемы, а также в точке Х навходе распределительного устройства бу-дет равноУ: ЯЭ и с учетом приЯхведенных выше зависимостейУМХ КЭто напряжение опорционально величине составляющей магнитной индукции внаправлении оси ОХ. Соответственно вточках У и ЕЯч=б -ч =3 -3Входные напряжения распределительногоустройства, пропорциональные составляюшим магнитной индькции В Ву у В 2производным составляющих магнитной индукции во времениав, дв, да.д 1.ДГдса также токам в электрических цецяхсамолета 31 , поступают После преобеФразования с соответствующими коэффициентами на входы трех сумматоров 10,на выходе которых формируются напряжения вида Эа+Х С +Х 2,31 ХБггХЧ - токовые коэффициенты- постоянный коэффициент.Каждый из этих коэффициентов устанавливается с помощью делителей распреттг у р " - т г (Эу, дб а, . 1 У,Ет(1 Я д, т(5, тг тт . ттт 5,"тт ,т,т - тт тт т-(Аут 5 1 у у 5 T т "К где ттг ВФ ЛтИ . - ( 7 "- 2.( .т т О Д 8 ЛИ(ТРЛЬПЭГЭ УСТ(ойства С ЭПРЭДЭЕП(пть 5 З(1 ахэм и СЛУЖИТ 1(ЛЯ Кэмтт 81 СПЦ 1 И Эт(той ИЗ СОСТ дВЛЯЕОЮИХ П ОЛЛНХ От т 5(Ю 5 ЦИ(Э а а и ного и пэстоянногэ памагнцчцоация фе"; рэмагнитньгх масспомех От вихрев"=1 х тэ- КОВ ВээпцкаОЩИХ В КОНСТРУКЦИЯХ СаттЭЛ(8 Та П 1 и ЗВОЛЕОЦИЯХ В МНГНИТНОМ Пэт 18 и помех;, ОбуслоВленных маГнитным ПЭПРМ цепей електрической нагрузки Еосит(т(я. 0 снэзиэй магнитометр Е рэагтелрует на МОДЪДЬ ВЕКТЭОа МЭГНИТНОГО ПЭ 1(1 Я И ВОСПрИнимаЕТ ПЕ ВСО ПОМЕХ 5 тт, Р. " ЭЛЬКЭ тт 88 Частд, КЭТЭОВЯ ПЧРатЛЕ(ЬНа ВГ 1. ЭЕР, магнитной индукции, то есть оезул.тиО 5 тощая ПОМЕХа яВдявтСя СуММ 1(й ПрОВК- Ций трех сэставпяощих пэме;,".ЪХ Ъ,1, на направление Вектора В,.ДэдэжеттИО ВЕК 1 ЭРа КЛа(1 итттгй Иптггг. - ции в системе координат самэл.ета .характеризуется напоаВляощими косинусами СОО ОЭб/ ЫЙ В СИЛУ ЧЕГО Рез 5(т:.тТИр 5 О. ЩНЯ (омеХа ВЭЗДЕИСТВотЦВЯ На МНГПИТО"- МЕТР ОПОЕД 8 ЛЯЕтСЯ ВтдэажРНИЕ 1 Д,В= т ГГОГ, -тт т ЦЕЬ,Ь +1 Г(1 "ВЬЧИСГ РНИ 8 ЭТОЙ СУМт(Ы ЭС 5 тпЯСТВтт 8 Тся дополнительным сумматоРом Х;. и преобразователямц 5 кода в ЦРЭвэдтие.лэс"("ь,в которых Осуществляется перемножениенапряжения У на направлиоцие ко: -СИНУСЫ, ЗацаННЫЕ КОДаМИ ЕЧт 1 У 07,Вьт;Хэ,да ДэтттотБИТЕ.(Г.ЫОГа СУММатэ)а31. ВЬ;ч(СЛРН(1 аЯ РЕЗУДЬтИРУОЩБЯ тОМЕНХаВВ( ДИТСЯ В КНЧРСТВЕ ПОПРавгки 1. Пот:аза-1 тя;1 та; - ,Нтг Гэмдтэд 1 тГГ тр 01 Ст ВэтГВвода попоавки,Я Э Р тЛ 5 .Г а И З Э б р 8 Т Е Н и я 1(агнитометр с устройством кэмпечсау 4 и маГнитных помех Эт ностРя сод с л ттаний УЭГ( ( Вэ КОМПРН( аии тгттЛ( Бах поме.х,. Вкдочаощее вспомога.тельный ТРМЖОмпэнеЕТНИЙ МаГНИТОМ 8 ТО НаЭСНЭВЕтрех Йеррозэндэв с катушками Обратнойсвязи,подкпеоченных к усидитмьно-пр е;т. РБЗ Ва, Рт и П У ( Хвт 5 Д 1 1 Ра. 1(Реп д ИТ ад(Иое УСТРЭйСТВЭ. КО ВХОДИМ КЭТОРОГО ПЭДБЗЧЕН(тт ЫтХОДЕ 1 ВСПОМЭГВТЕПЬ(ЭГО тга 1 и= П йстеД . ( В 1(1 ГЦтаС Э ЭТ В ЕТСТВУГТ Г(РЛиттнио СУКЛМБРПтй СОСТ 1 ЛЯ(Оцей Мдг (:.ИТ.Нэй ПОМРХИ 1(этС ВтОт 1 тт(1 В Е 1 а 1 т(дВЛО(циОСЦ ОК 5ЛППЛ(1 11 ЕПй ВБД 1 меОт( ВЫРажЕНИЯДЛ 51 ВРЛИЧИ(1 С 5 тЛМЗРПдХ СЭСТПВЛЦОЩИХ МагНт(НЫХ. ПЭМЕХ В ЕЦПЕаттЛРНИИт ОСЕЙ О,У Б07- т,.(.(. ц 1.,.) ЭВ,., =1 у, . ав .-т дт .5ТЭт 18(ра, (р,Л т:т;,1(Батора, .ПОДЕЛЛ(эт П;Г(та т 1 пг гтгтт та а (т(Е г( 8 тд: т(г 01" (тстрэйФ т 1 т д а тал;еле устрэиство ыюда 71 эправэк;т". Д гЛ т а го т( И й, и Тт 1(,тто С ЦЕЛЬтй СНИЖЕНЛБ уровия НРСКСтЬ 5 ПЕБС ИООВН ННЫХ цомех и повьппения надежности, в негэ Введена схемы ди(еференцирэвания сигна- ЛОВ ВСПОт(ЭГ(Т(тгЬНЭГ 1 т МЗГНИТОМРТОа. г(5 ГН"т(81;Гт; ЕПЕКДРГ 18.КОй (ЕаГОУЗ Ц ПэдКЛот 8 тГ т;: .Г: Э ВХОДтМ ОаСПРЕЦВцтетЬНЭтГО УСТ 10(-.Стпа ггэпоЛНтТ":ЬПЬй СУММатОР, а В К=:г(Ый ИЗ КанадВ ВСПОМОГатЕЛЬНО- го:дагнитэ:летр(а введены ццфРэвой интегоа" эр :; пва преэбпаз(отвдРеля 01 а в О Вйта(1(тттгтт, тттйттЕМ ЭХО., 0(н(г(рОВ(ГГ. ИЦ 81 РИТЭОБ ПЭ 13151 от(811 11 ВЬЭЕ(одтт УСИЛГЛТЕЬНО- П 800 РатЗЭВЕт(т 11(И С;85 Ы ВЬХЭД ЦифРЭВОГО ИНТЕГРатООа Пэтат(дОЧ 81( К цнфрЭВЫМ вхэДам Двух поеэбразэВБТРлей кэДа в.ПЭ Эв ОДБМОСТЬ ( ан ад ЭГэвый Вход ОДНОГО ИЗ преобразователей кода в проводимость ПОДКДОЧЕН К ВЬЕХОДУ ОСНОВНОГО МагНИтэматра, д знхоц попклочен к катшке об- оатной связи сэгтвет(ств 5 ютцегэ феррэ-= ЗОЕЕДа анало -Втти ВХ 1(Д В 1(його Птй 806- Р(зз(тэпя к-,.да В поэвэдимэсть пэдкл(10"1 ВН К ВЫЛ.ЭДУ С"МКЛат ОР а т а ВЫХОД П Од = КтОЧЭтт К ОДНОМ ИЗ В 10 ДЭВ ДЭПЭЛНИТ 8 тть нэ о суммдатоа к дв 5 м 11 р 5 тгим входам дополнительного сумматора подклочены выходы двух других преобрдзэвателей кода В проводимость а выход дополни- ТЕПЬНОГЭ СУ(тЛ(Матора П(ДКЛЕОЧРН К УСТРэйству Ввода пэпоавок,50 Е(С 1 ОЧЕЛГ 1 Б ИЕ(Е)ОРМацИиг поинятье вэ внимание при акспертизе Х Иатет СЕЛ2682370,г 1, .2 - ;=т 13,. Опуэлик,я 2 Патент С 1(.Л3530375 32:.3 Опубли 1, 3,рс( гО (Прэтотипт 1 оПодписнР Заказ 6079/18 Тираж 688 ВНИИПИ Государственного комитета СС пб делам изобретений и откр 113033, Москва, ЖЕЫуиская наб