Способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля

Способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ НИЗКОЧАСТОТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, включающий введение в измеряемое магнитное поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрадию его ЭДС индукдии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, электродвижущую силу индукдии магнитомодуляционного преобразователя корректируют электродвижущей силой индукдии индукционного преобразователя, введенного в измеряемое магнитное поле. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что переменную составляющую магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя изменяют по синусоидальному закону . 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что коэффициенты преобразования магнитомодуляционного и индукционного преобразова-Р 9 телей устанавливают равными по часто (Л те переменной составляющей магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1113757

3(51) С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 33992 i2/18 — 21 (22) 22,02.82 (46) 15.09.84. Бюл. N - 34 (72) А.П. Локтионов, Э,А ° Мельников и И.Д. Некрасов (71) Курский политехнический институт (53) 621.317.44(088.8) (56) 1, Мизюк Л.Я. Элементы транзисторных схем измерительной аппаратуры для индуктивной электроразведки.

Киев, "Наукова думка", 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 368560, кл. G 01 R 33/00, 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ НИЗКОЧАСТОТНОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ, включающий введение в измеряемое магнитное поле магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, электродвижущую силу индукции магнитомодуляционного преобразователя корректируют электродвижущей силой индукции индукционного преобразователя, введенного в измеряемое магнитное поле.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что переменную составляющую магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя изменяют по синусоидальному закону °

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что коэффициенты преобразования магнитомодуляционного и индукционного преобразова-

Щ телей устанавливают равными по частоте переменной составляющей магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя.

1 1113

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 ре-10 гистрацию его ЭДС индукции (11.

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

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения напряженности низкочастотного магнитНого поля, включаюший введение в измеряемое магнитное поле ,магнитомодуляционного преобразователя и регистрацию,его ЭДС индукции (23.

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

Целью изобретения является повы-.

30 шение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения напряженности низкочастотного магнитного поля, включающему введение в измеряемое магнитное поле магнитомоду- З ляционного преобразователя и регистрацию его ЭДС индукции, последнюю корректируют ЭДС индукции индукционного преобразователя, введенного в измеряемое магнитное поле.

При этом переменную составляющую магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя изменяют по синусондальному закону, а коэффициенты преобразования магнитомодуля- ционного и индукционного преобразователей устанавливают равными по частоте переменной составляющей магнитной проницаемости магнитомодуляционного преобразователя. 50

На фиг. 1 изображены одна из переменных составляющих Н (на частоте = Ш, < Ы мсг ) измеряемого и одна иэ состав.зяющих Н (на частоте М = зп> 1с ) помехи магнитного поля; на 5Ы фиг. 2 — частотный спектр ЭДС индукции магнитомодуляционного преобразо, вателя, несущей информацию об изме757 2 ряемом поле; на фиг. 3 — схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство состоит из магнитомодуляционного преобразователя 1, индукционного преобразователя 2, вторичного преобразователя 3, генератора 4 тока возбуждения и источника 5 подма гничива ния .

Иагнитомодуляционный преобразователь 1 содержит ферромагнитные по- . лустержни 6 с приемными обмотками 7.

Полустержни 6 соединены между собой модулятором 8 с обмоткой 9 возбужде-, ния, подключенной к генератору 4.

Действующая магнитная проницаемость полустержней 6 изменяется эа счет изменения магнитной проницаемости модулятора 8 при подаче тока от генератора 4 тока возбуждения.

Индукционный преобразователь 2 содержит ферромагнитный стержень 10 с приемной обмоткой 1 1 и обмоткой подмагничивания 12, подключенной к источнику 5 подмагничивания.

Необходимая величина действующей магнитной проницаемости ферромагнитного стержня 10 устанавливается постоянным током от источника 5 подмагничивания. Вторичный преобразователь

3 содержит частотно-избирательные устройства 13 и 14 и вычислительное устройство 15.

Способ реализуется следующим образом.

В магнитное поле напряженностью

ji = H.H, sin((oct Pc)+ 2 Hn sin(v, tip.), где 3,q) — фазы частотный составI ляюших напряженности измеряемого магнитного поля и помехи, вводим магнитомодуляционный преобразователь 1 и индукционный преобразователь 2.

Током возбуждения в обмотке 9 моцулируем действующую магнитную проницаемость полустержней 6 в общем случае по закону, ср —, " 2и соь и å, . n=i где e — среднее значение проницае7 мости;

Ю вЂ” основная частота тока возбуждения в обмотке 9, и током в обмотке 12 подмагничивания устанавливаем действующую магнитную проницаемость ферромагнитного стержня 10 равную ф . Затем регистриру3 1113 ем ЭДС индукции магнитомодуляциснного преобразователя 1

dB4 е- = -S W

dt

5 и ЭДС индукции индукционного преобразователя 2

e =--SW

dB г г 1 ь

10 где S„, S поперечные сечения полустержчей 6 и ферромагнитного стержня 10; количество витков приемных обмоток 7 и 11; индукция в полустержнях 6; индукция в ферромагнитном стержне 10

20

u.,= 4у 10 гн/м.

К*= —"

1 г где е г, e1t — ЭДС индукции на выходе 50 частотно-избирательных устройств

13, 14.

Выходной сигнал устройства 15 несет информацию о постоянной Нг и

ЭДС индукции магнитомодуляционного преобразователя 1 представляет собой сложный сигнал, спектр которо- 25 го содержит суммарные и разностные составляющие гармоник частот (изменения магнитной проницаемости ферромагнитных полустержней 6 и частот (8g и й4 магнитного поля). ЭДС индук- 30 ции магнитного преобразователя 2 содержит составляющие только на часто тах (dg и (dz магнитного поля.

Частотно-избирательными устройствами 13 и 14 выделяем из ЭДС синфазные частотные составляющие в по35 лосе частот (2 г>ь - и г «), где Юсмжмаксимальная частота измеряемого магнитного поля °

Следовательно, из общего спектра помехи Ю„)(d ьд выделяются только

40 составляющие й) „е (2пмв усек,ч ) при п 1, 2, 3, Вычислительное устройство 15 реализует выражение

757 Д переменной Н сос гавляющих измеряемого магнитного поля. Так же как и способом-прототипом устройством, реализуюшим способ, регистрируется помеха на частотах а>„ ь (2 гав + ((д,. ц„„ ) при п=1, 2, 3, 4, ..., но с чувствительностью к помехам на частотах ю а (2Юв и мЗС may ) в 2<а/м, л раз меньше. При этом выходной сигнал преобразователя ЗУ=Н, не содержит сос тавляющих, зависящих от помех, при =„асср +., сов 260 < °

Дополнительное выполнение условия равенства коэффициентов преобразования магнитомодуляционного и индукционного преобразователей на частоте

2лв упрощает заключительную операцию корректирования ЭДС индукции магнитомодуляционного преобразователя. Коррекция осуществляется по выражению при этом упрощается аппаратурная реализация способа выполнением вторичного преобразователя 3 только в виде одного частотно-избирательного устройства, к входу которого подключены соединенные последовательно-встречно выходные обмотки преобразователей 1 и 2.

Испытания показали, что способ измерения напряженности низкочастотного магнитного поля при вообще периодическом изменении магнитной проницаемости полустержней 6 при воэдейстг вии помехи на частоте 2(гав повышает точность измерения напряженности магнитного поля в сравнении с прототипом в =15 раз.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа измерения напряженности низкочастотного магнитного поля достигается за счет повышения эксплуатационных характеристик магнитометра, в котором использован способ. Магнитометр совместно с другими устройствами работает в комплексе измерения электромагнитных полей, поэтому рассчитать экономический эффект, приходящий на долю предложенного способа измерения постоянного и низкочастотного магнитного поля, не представляется

Во 9можным, 11 I 3757

Фиг,2

Составитель В. Шульгин

Редактор Н. Швыдкая Техред Т.Дубинчак КорректоР Г. Решетник

Заказ 66 15/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГШ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4