Способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля

Способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ НИЗКОЧАСТОТНОГО.МАГНИТНОГО ПОЛЯ, включающий введение в измеряемое hfiarHHTHoe поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, ЭДС индукции магнитомодуляционного преобразователя корректируют ЭДС индукции индукционного преобразователя , введенного в измеряемое магнитное поле, а коэффициенты преобразования индукционного преобразователя и магнитомодуляционного пре образователя устанавливают равными по частоте переменной составляющей Iиндукции в магнитомодуляционном преобразователе. «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н1

3(51) G 01 R 33 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3399212/18.-21 (22) 22.02 ° 82 .(46) 15.12.83. Бюл. В 46 (72) А.П.Локтионов, Э.А.Мельников и И.Д.Нвкоасов (71) Курский политехнический институт (53) 621.317.44(088.8) (56) -1. Миэюк Л.Я. Элементы транзисторных схем измерительной аппаратуры для индуктивной электроразвертки. Киев, Наукова думка, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9368560, кл. G 01 R 33/00, 1972. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯ. ЖЕННОСТИ НИЗКОЧАСТОТНОГО. МАГНИТНОГО

ПОЛЯ, включающий введение в измеряемое магнитное поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции, о т л и « ч а ю ц и и с я тем, что, с целью аовьпаения точности измерений, ЭДС индукции магнитомодуляционного пре- образователя корректируют ЭДС индукции индукционного преобразователя введенного в измеряемое маг нитное поле, а коэффициенты преобразования ийдукционного преобразователя и магнитомодуляционного преобразователя устанавливают равными по частоте переменной составлякщей индукции в магнитомодуляционном

1преобразователе. е

1061076

ИзобретЕние относится к способам измерения магнитных полей и предназначено для использования в геофизике, геологии, биологии, радиотехнике.

Известен способ измерения напряженности переменного магнитного поля, включающий введение в измеряемое магнитное. поле индукционного преобразователя с измерительной обмоткой и регистрацию его ЭДС 10 индукции Pl) .

Недостатками этого способа являются низкие коэффициент преобразования и точность в низкочастотном диапазоне. 15

Наиболее близким к предлагаЕмому по технической сущности является способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля, включающий введение в измеряемое магнитное поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции 12) .

Недостатком этого способа является низкая точность, обусловленная измерением кроме полезного низкочастотного сигнала также и по.мех на частотах, близких к частотам гармонических составляющих магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения напряженности низкочастотного магнит-е З ного поля, включающему введение в измеряемое магнитное поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции, последнюю корректируют ЭДС индукции 40 индукционного преобразователя, введенного в измеряемое магнитное поле, а коэффициенты преобразования индукционного преобразователя и магнитомодуляционного преобразователя устанавливают равными на частоте переменной составляющей индукции в магнитомодуляционном преобразователе.

На фиг.l изображены одна из переменных составляющих Нс (на частоте (й =ыс wc ax) измеряемого и одна иэ составляющих Н> (на частоте(а = u„)

= Ы С tnax ) помехи магнитного поля; на фиг.2 - частотный спектр ЭДС индукции магнитномодуляционного преобразователя, несущей информаци

55 об измеряемом поле; на фиг.3 — схема устройства для реализации предложенного способа.

Устройство состоит иэ магнитомо- 60 дуляционного преобразователя l, индукционного преобразователя 2, вторичного преобразователя 3, генератора 4 тока возбуждения и источника 5 подмагничивания. Магнитомодуляционный преобразователь 1 содержит ферромагнитные полустержни б с приемными обмотками 7. Полустержни б соединены между собой модулятором 8 с обмоткой 9 возбуждения,: подключенной к генератору 4. Действующая.магнитная проницаемость полустержней б изменяется за счет изменения магнитной проницаемости модулятора 8 при подаче тока от. генератора 4 тока возбуждения. Индукционный преобразователь 2 содержит ферромагнитный стержень 10 с приемной обмоткой ll и обмоткой 12 подмагничивания, подключенной к источнику .5 подмагничивания.; Вторичный преобразователь 3 содержит частотноизбирательные устройства 13 и 14 и вычислительное устройство 15, Способ реализуется следующим образом.

В магнитное поле напряженностью

Н Ho 4 Acean(uct (Pc

+ » Ц„ (п(ыд 1 У„ ), л где Чс, д — фазы частотных состав- . ляющих напряженности измеряемого магнитного поля, вводят магнитомодуляционный преобразователь 1 и индукционный преобразователь 2.

Током возбуждения в обмотке 9 .модулируют действующую магнитную проницаемость полустержней 6 в общем случае по закону

00 р =р Е P<„coq1ïu t„ с — среднее значение проницаемости; из — основная частота тока возбуждения в обмотке 9 и током в обмотке 12 подмагничивания устанавливают действующую магнитную проницаемость ферромагнитного стержня 10 равной (1 . Затем регистрируют ЭДС индукции магнитомодуляционного преобразователя 1 р д8 =-5„Ю, „ дt и ЭДС индукции индукционного преобразователя 2

"8г

<„=-s,w, а1

1 где 5q, Бг — поперечные сечения полустержней б и ферромагнитного стержня 10;

W,,Wg - количество витков приемных обмоток 7 и 11;

Ь, po(ur Н вЂ” индукция в.полустержнях 6; и л„ („Н- индукция в ферромагнитном стержне 10. ц - 4<< ° (О tg(y

1061076

3 4

ЭДС индукции магнитомодуляционно- ха на частотах6 е (2пя 14) )

g Ь- cmobs го преобразователя 1 представляет . при.п=1,2,3,4,;., но с чувствительсобой сложный сигнал, спектр ко- ностью к помехам на частотах торого содсржит суммарные и разност-" (д„еЪ2саз < ) в +2M>/ÿ „меньше, ные составляющие гармоник частот

1 изменения магнитной проницаемости 5 Дополнительное выполнение услоферромагнитных полустержней 6 и час-, вия равенства коэффициентов претот И и.Нп магнитного поля; ЭДС ин- образования магнитомодуляционного дукции индукционного преобразовате- и индукционного преобразователей ля 2 содержит составляющие только на на частоте 2жз упрощает заключичастотах (д и ип магнитного йоля. 10 тельную операцию корректирования

Частотно-избирательными устрой- . эдс индукции магнитомодуляционного ствами 13 и 14 выделяют из ЭдС син- преобразователя. Коррекция осущестфаэные частотные составляющие в поло- :вляется по выражению ()= 0i - Я, се частот (2ias ы, „), где <д „ - при этом упрощается аппаратурная максимальная частота измеряемого 5:реализация способа выполнением втомагнитного поля. ричного преобразователя 3 только

Следовательно, из общего спектра в виде одного частотно-иэбирательпомехи сдц (д „„к,„ выделяются только . ного устройства, к входу которого .составляющие й„„ (2пюзти „) при подключены соединенные последовап = 1,2,3,... тельно-встречно выходные обмотки

Вычислительное устройство 15 ре-. преобразователей 1,2, алиэует выражение

0-1

Предлагаемый способ измерения . 19 В11С

Ц= ik напряженности низкочастотного магнитного поля при вообще периодичесгде <» 4 ()с 2 Р<

25 ком изменении магнитной проницаемосk

7 ти полустержней 6 при воздействии с п помехи на частоте 2из повышает точЭДС индукции на выходе ность измерения напряженности магчастотно-измерительных нитного поля в сравнении с прототиустройств 13,14. Зо пом в 15 раз.

Выходной сигнал устройства 15 несет информацию о постоянной Н . Экономический, эффект от применения к переменной Нб составляющих изме-. предлагаемого способа создается за ряемого магнитного поля. Также как счет повышения эксплуатационных и прототипом, регистрируется noMe- . характеристик магнитометра.

2 ф Ж Ю-Ю7 4+/ С ФЮ/++@ 4йф"Юс

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 10034

Тираж 710 Подписно

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 фагЗ