Магнитометр

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1)935839(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 13. 10. 80 (21) 2992354/18-21с присоединением заявки М(23) Приоритет -РМ.К .з О 01 а 33/02 Государственный комитет СССР. по дедам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 156682, Бюллетень Мо 22 Дата опубликования описания 25.07.82(54 ) МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованов технике навигационного приборостроения для определения составляющихкорабельного и геомагнитного полей,например при выполнении девиациониых работ для судовых компасов и кур"совых систем, при исследовании маг:нитных судовых полей с целью выбораместа. установки судовых магнитныхкоМпасов, а также для лабораторныхизмерений,Известен двухкомпонентный магнитометр для измерения горизонтальной Й и вертикальной 2 составляющих магнитного поля Земли содержащий трехкомпонентный датчик, построенный на трех стержНевых феррозондах, работающих.по принципу второй гармоники, три измерительных канала, каждый из которых содержит генератор возбуждения феррозонда, предусилитель, выходной усилитель, схему компенсации, серводвигатели следящей системы канала ориентации, магнитные усилители, гидростабилизирующее устройство для стабилизации феррозондов в плоскости горизонта, самописцы 1),Известный магнитометр обеспечивает измерение только горизонтальной Н вертикальной Е составляющих напря-:енности магнитного поля и не обеспечивает измерение модуля полноговектора напряженности и магнитногонаклонения. Кроме того, схемное иконструктивное исполнение магнитомет"ра исключает возможность его использования в качестве переносного пор"татнвного прибора.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяприбор для определения направлениямагнитного поля, содержащий последовательно соединенные генератор, де литель частоты, индукционный чувствительный элемент, имеющий первичнуюи две вторичные обмотки, устройстводля преобразования вторичных сигналов чувствительного элемента в сум марный сигнал (в которое входят фазовращатель, сумматор), устройствопреобразования фазы в код и индикатор для индикации величины отклон%+ния чувствительного элемента относи тельно вектора горизонтальной составляющей магнитного поля 2.Указанный прибор обеспечивает оп-.ределение только модуля вектора горизонтальной составляющей магнитного поля и угла отклонения чувствит 4тельного элемента относительно век-, тора горизонтальной составляющей поля и не обеспечивает ойределения других параметров магнитного поля, таких как модули вертикальной составляющей и полного вектора напряжен. ности магнитного поля, магнитное наклонение. Для определения этих параметров необходимо использовать . другие приборы, например делектор, инклинатор.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Для достижения указанной цели в магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор,.делитель частоты, трехкомпонентный не- ориентированный индукционный чувствительный элемент, первый Фазовращатель, первый сумматор, первый избирательный усит;итель, первый преобразователь Фаза - код, введены послецовательно соединенные первый детектор и первый модулятор, последователь но соединенные второй избирательный усилитель, второй детектор, второй модулятор, второй фазовращатель, второй сумматор, третий избирательный усилитель и третий детектор, а также второй преобразователь фаза код, первый вход которого связан с выходом третьего избирательного усилителя, второй вход - с первым выходом делителя частоты, второй выход которого соединен со вторыми входами второго и третьего детекторов, третий выход - со вторыми входами модуляторов, выходами подключенных ко входам второго Фазовращателя, вход второго избирательного усилителя соединей с выходом трехкомпонентного неориентированного индукционного чувствительного элемента, а вход первого детектора - с выходом первого из-. бирательного усилителя.На Фиг. 1 представлена Функциональная схема магнитометра; на фиг. 2 - основные параметры магнитного поля и связь между ними.Устройство (фиг. 1) содержит последовательно включенные генератор 1, делитель 2 частоты, трехкомпонентный .неориентируемый индукционный чувствительный элемент 3, закрепленный в карданном подвесе, первый фазовращатель 4, подключенный к двум выходам чувствительного элемента 3, первый сумматор 5, подключенный к двум выходам фазовращателя 4, первый избирательный усилитель б. К выходу первого избирательного усилителя б подключен первый вход первого преобразователя 7 фаза - код, второй вход которого подключен к делителю 2 частоты. К выходу первого избирательного усилителя б подключен первый детектор 8, выход которого подклю 65 подвесе. чен к первому входу первого модулятора 9. К третьему выходу индукцион-ного чувствительного элемента 3 подключены последовательно включенныевторой избирательный усилитель 10,второй детектор 11 и второй модулятор 12, подключенный ко второму детектору 11 первым входом. Второй детектор 11 " фазочувствительный иподключен вторым входом к делителю 210 частоты, Первый и второй модуляторы9 и 12 подключены вторыми входамитакже к делителю 2 частоты. Выходыпервого и второго модуляторов 9 и12 через второй фазовращатель 1315 подключены ко второму сумматору 14,на выходе которого подключен третийизбирательный усилитель 15. К выходутретьего избирательного усилителя 15подключен третий детектор 16 и второй20 преобразователь фаза - код 17. Третий детектор 16 является фазочувствительным и подключен вторым входомк делителю 2 частоты. Выходные сигналы, пропорциональные магнитномукурсу К 1, модулям гоРизонтальной Ни вертикальнойсоставляющих напряженности магнитного поля, полномувектор напряженности магнитногополя Т и магнитному наклонению ,снимаются соответственно д выходовфпервого преобразователя 7 фаза - код,первого, второго и третьего детекторов 8,11 и 16 и второго преобразователя Фаза - код 17.На фиг. 2 представлены ОХУЕ - прямоугольная система координат; Т -полный вектор напряженности магнитного поля; 2 . - вертикальчая составляющая напряженности; Н - горизонтальная составляющая напряженности;40 Э - магнитное наклонение; Км - магнитный курс; Х - проекция горизонтальной составляющей напряженностина ось ОХ; У - проекция горизонтальной составляющей напряженности на45 ось ОУ.Устройство работает следующим образом,Напряжение, вырабатываемое генератором 1, делится по частоте делителем 2 и в виде напряжения возбуждения Ц ,ЗВ 1 Щ поступает на трехкомпонейтиый неориентируемый индукционный чувствительный элемент 3,работающий по принципу удвоения частоты. При наличии внешнего магнитного поля в сигнальных обмотках чувствительного элемента 3 индуктируютсяэлектродвижущие силы, пропорциональные проекциям модуля полного векторанапряженности магнитного поля т(фиг. 2) на направления магнитныхосей его измерительных обмоток Х,УДля стабилизации положения относительно плоскости горизонта, чувствительный элемент 3 размещен в карданномном наклонении Э . Сигналы с выходов преобразователей 7 и 17 .фаза - код и детекторов 8;11 и 16 поступают на Индикаторные устройства.Предлагаемое устройство,по. сравнению с известным, имеет более широ-. кие функциональные воэможности и позволяет одновременно производить определение:модуля полного вектора напряженности магнитного поля Т, его горизонтальной Н и вертикальнойсоставляющих, а также магнитного наклонения 7 и угла отклонения относительно вектора горизонтальной со" ставляющей поля (магнитного курса Км),Предлагаемый магнитометр позволя ет сократить время измерений, в том числе ходовое время при измерениях магнитных полей.на ходу. судна.Схема устройства дает возможность широко использовать микроэлектронные 70 элементы, чем и обеспечивается значительное сокращение количества эле-. ментов; уменьшение габаритов и массы устройства, а также повышение его надежности. 25Формула изобретениямагнитометр, содержащий последова тельно соединенные генератор, делительчастоты, трехкомпонентный неори.ентированный индукционный чувствительный элемент, первый фазовращатель, первый сумматор, первый избирательный усилитель, первый преобразователь фаза - код, о т .л и ч а ю-щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные первый детектор и первый модулятор последовательно. соединенные второй избирательный усилитель, второй детектор, второй модулятор, второй фазовращатель, второй сумматор, третий избирательный Усилитель и третий детектор, а также второй преобразователь фаза - код, первый вход которого связан с выходом третего избирательного усилителя, второй вход - с первым выходом делителя частоты, второй выход которого соединен со вторыми входами второго и третьего детекторов, третий выход - со вторыми входами модуляторов, выходами подключенных ко входам второго фазовращателя, вход второго избирательного усилителя. соединен с выходом трех- компонентного неориентированного индукционного чувствительного элемента, а вход первого детектора - с выходом первого избирательного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Русанова Н.В, Двухкомпонентныйфмагнитометр для морской магнитнойсъемки. ГеоФизическая аппаратура,вып. 30. Л., фНедра, 1966, с.74-81.2. Патент Великобритании Р 1388337,кл. 6 .01 С 17/30, 1975935839югИИПИ Заказ 6223 Тираж 717 Подписное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4