Устройство для измерения магнитных полей

Устройство для измерения магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ-, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения и магнитомодуляционный преобразователь в виде пермаллоевого стержня с намотанными поверх его обмоткой возбуждения и сигнальной обмоткой, а также резонансный усилитель , детектор и измерительный прибор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений , в него введены линия задержки и сумматор, первый вход которого соединен с выходом линии задержки, второй вход - с сигнальной обмоткой, подключенной к входу линии задержки, а выход сумматора подключен к входу резонансного усилителя. (Л cz оо оо 05 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 0 01 В 33 юг. 1 (21 ) 3531195/18-21 (22) 24.12.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72 ) В. П. Короткий (71) Институт электроники АН Белорусской CCP (53) 621.317.44 (088.8) (56) 1. Афанасьев Ю.Б. Феррозонды.

Л., "Энергия", 1969, с. 10.

2. Семенов И.N., Яковлев Н.И.

Цифровые феррозондовые магнитометры.

Л., "Энергия", 1978., с. 5-10. (54)(57) УСТРОЙСТБО Н ИЭМБГБНИЯ

МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ-, - содержащее последовательно соединенные генератор

„„SU„„1078368 А возбуждения и магнитомодуляционный преобразователь в виде пермаллоевого стержня с намотанными поверх его обмоткой возбуждения и сигнальной обмоткой, а также резонансный усилитель, детектор и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены линия задержки и сумматор, первый вход которого соединен с выходом линии задержки, второй вход †. с сигнальной обмоткой, подключенной к входу линии задержки, а выход сумматора подключен к входу резонансного усилителя.

1078368

Изобретение относится к измери— тельной технике и служит для преоб- разования магнитных полей в электрический сигнал, может быть использовано для магнитных измерений в геофизике, дефектоскопии и других областях науки и техники.

Известен феррозондовый магнитометр с выделением полезного сигнала на второй гармонике частоты возбуждения, в котором для получения сигнала используется двухэлементный феррозонд, содержащий два идентичных стержневых сердечника, каждый из которых помещен в идентичные катушки, оси которых расположены параллельно друг относительно друга. Катушки соединены последовательно и подключены к генератору возбуждения, поверх катушек нанесена сигнальная обмотка, подключенная к входу усилителя, настроенного на вторую гармонику частоты возбуждения. Выход резонансного усилителя подключен к детектору, который соединен с измерительным прибором г.1г.

Недостатком его является низкая точность измерений, обусловленная сложностью подбора двух идентичных аердечников и расположения их параллель но друг относительно друга.

Известен феррозондовый магнитометр, содержащий магнитомодуляторный преобразователь, в котором ис-. пользуется одноэлементный феррозонд, содержащий один пермаллоевый стержень, помещенный в катушку, подключенную к генератору возбуждения. Поверх катушки размещена сигнальная обмотка, подключенная к входу ре зонансного (избирательного) усилителя, настроенного на вторую гарглонику генератора возбуждения. Зыход усилителя соединен с детектором, подключенным к измерительному прибору (2 ).

Недостатками известного устройства являются низкая точность, обусловленная необходимостью выделения сигнала второй гармоники на фоне нечетных гармоник, в частности

1-й и З-й, являющихся помехой, а также применение сложных избирательных усилителей.

Целью изобретения является повы,шение точности, измерений.

Поставленная цель достигаетси. тем, что в устройство для измерения магнитных полей, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждениг и магнитомодуляционный преобразователь в виде пермаллоевого.стержня с намотанными поверх его обмоткой возбуждения и сигнальной обглоткой, а также резонансный усилитель, детектор и измерительный прибор, введены линия задержки.и ,сумматор, первый вход которого оединен с выходом линии задержки, торой вход — с сигнальной обмоткой, подключенной к входу линии задержки, а выход сумматора подключен к входу

5 резонансного усилителя.

На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) состоит иэ 0 последовательно соединенных генератора 1 возбуждения, магнитомодуляционного преобразователя 2, линии

3 задержки, сумматора 4, резонансного усилителя 5, детектора 6 и изме35 рительного прибора 7. Второй вход сумматора 4 соединен с входогл линии

3 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 возбуждения периодически перемагничивает сердечник магнитомодуляционного преобразователя 2. Сигнал с обмотки магнитомодуляционного преобразователя 2 поступа25 ет на первый вход сумматора 4 через линию 3 задержки. Этот же сигнал поступает на второй вход сумматора

4. В результате на выходе сумматора сигнал содержит только четные гармоники частоты возбуждения. Вторая гармоника, используемая обычно для получения инфорглации об измеряемом поле, выделяется резонансным усилителем 5, включенном на выходе сумматора 4. С выхода резонансного

З5 усилителя 5 сигнал поступает на детектор б и измерительный прибор 7.

При нулевом измеряеглом поле Н и синусоидальном поле возбуждения (фиг,2а), образуемом в катушке воэ40 буждения магнитомодуляционного преобразователя 2 генератором 1 возбуждения, в соответствии с зависимостью В сердечника от поля Н (фиг.2б) зависимость индукции сердечника В от

45 времени имеет вид, изображенный .на фиг.2в пунктирной линией. Зависимость индукции от времени симметрична относительно оси абсцисс, и соответственно симметрична относительно оси абсцисс и функция.е (ЭДС) в обмотке, (фиг.2г). При таком виде сигрлетрии функция содержит лишь нечетные гармоники. При действии поля

Нр симметрия нарушается (фиг.2д1.

ЭДС (е„) сигнальной обмотки при этом содержит четные и нечетные гармоники. Задержанный на полпериода поля возбуждения сигнал е> на выходе линии 3 задержки (фиг.2ж) и сигнал е с сигнальной обмотки складывается

1 на выходе сумматора 4, в результате образуется сигнал е> (фиг,2к), содержащий только четные гармоники.

Далее 2-я гармоника сигнала е отфильтровывается резонансным усилителем 5 с выхода резонансного усилите1078368 фиг. Z. Составитель В.Шульгин

Техред Л.Мартяшова Хорректор В.Бутяга

Редактор А.Шандор

Заказ 957/40 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля 2-я гармоника сигнала, несущая информацию об измеряемом магнитном поле, поступает на детектор б, подключенный к измерительному прибору 7.

В результате практически полного подавления первой и.третьей гармоник не предъявляется жестких требований к избирательности резонансного усипителя 5 по второй гармонике. Таким образом, уровень помех, на фоне ко- 10 торых выделяется вторая гармоника, f несущая информацию об измеряемом поле, значительно понижается, что повышает точность измеренкA.

Благодаря использованию линии задержки и сумматора решена проблема выделения второй гармоники одноэлементного феррозонда, а следовательно повышена точность магнитометра при измерении слабых магнитных полей. Предлагаемый магнитометр прост в изготовлении и настройке, так как содержит один сердечник.