Устройство для измерения напряженности слабых переменных магнитных полей

Устройство для измерения напряженности слабых переменных магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ СЛАБЫХ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержа щее измерительную катушку, последовательно соединенную с электронным интегратором отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений в область верхних частот и снижения порога чувствительности , в него дополнительно введены уси литель тока, преобразователь напряжениеток и сумматор токов, разделительный конденсатор , причем к первому входу усилителя тока подключен конец измерительной катушки непосредственно, а к второму - через разделительный конденсатор, выход усилителя тока подключен к второму входу сумматора токов, к первому входу которого подключен выход преобразователя напряжение - ток, а вход преобразователя напряжение-ток подключен к выходу электронного интегратора. СХ) сх О5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1188681 цд 4 G 01 R 33/02 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3735180/24-21 (22) 12.01.84 (46) 30.10.85. Бюл. № 40 (72) В. П. Мязин (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени инженерно-физический институт (53) 621.317.44(088.8) (56) Кнопфель Г. Сверхсильные магнитные поля.— М.: Мир, 1972.

Панин В. В., Степанов Б. М. Практическая магнитометрия.— М.: Машиностроение, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ СЛАБЫХ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, содержа шее измерительную катушку, последовательно соединенную с электронным интегратором отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений в область верхних частот и снижения порога чувствительности, в него дополнительно введены уси литель тока, преобразователь напряжение— ток и сумматор токов, разделительный конденсатор, причем к первому входу усилителя тока подключен конец измерительной катушки непосредственно, а к второму — через разделительный конденсатор, выход усилителя тока подключен к второму входу сумматора токов, к первому входу которого подключен выход преобразователя напряжение — ток, а вход преобразователя напряжение — ток подключен к выходу электронного интегратора.

1! 88681

Зо

45

Составитель В. Шульгин

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Дылын

3a ка з 6741/48

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения напряженности слабых переменных и импульсных магнитных полей.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерений в область верхних частот и снижение порога чувствительности устройства путем введения дополнительно электронного усилителя тока, включенного параллельно измерительной катушке, преобразователя напряжение — ток, сумматора токов и разделительного конденсатора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительную катушку 1, соединенную с электронным интегратором 2 и усилителем 3 тока, преобразователь напряжение — ток 4, включенный между интегратором 2 и сумматором 5 токов, через усилитель 3 тока связанный с разделительным конденсатором 6.

Устройство работает следующим образом.

В цепи измерительной катушки наводится ЭДС электромагнитной индукции, пропорциональная изменению во времени напряженности измеряемого магнитного поля. На верхних частотах сигнал с выхода измерительной катушки 1 интегрируется на ее индуктивности L и входном сопротивлении R усилителя 3 тока, начиная с частоты, определяемой постоянной времени т = - . Электронный интегратор 2 напряжения интегрирует сигнал с выхода измерительной катушки, начиная с нижних частот вплоть до частоты, определяемой постоянной времени т. Преобразователь напряжение — ток 4 преобразует напряжение с выхода электронного интегратора 2 в ток. Низкочастотный сигнал с выхода преобразователя напряжение — ток 4 и высокочастотный сигнал с выхода усилителя 3 тока суммируются на сумматоре 5 токов.

Передаточная функция Wo,) устройства в рабочем диапазоне частот имеет вид л (п)= "— 0i н<, Т(Р— „— +1) где р — дифференциальный оператор;

Н (р) — иэображение проекции напряженности магнитного поля на ось измерительной катушки;

1(р) — изображение выходного тока;

p — относительная магнитная проницаемость сердечника измерительной катушки;

25 цo — 4п 10 Гн/м — магнитная постоянная;

N — число витков измерительной катушки;

S — площадь одного витка измерительной катушки;

К1 — коэффициент усиления по току усилителя тока;

S — крутизна преобразователя напряжение †т;

Т вЂ” постоянная интегрирования электронного интегратора напряжения.

Равномерность амплитудно-частотной характеристики устройства во всем его частотном диапазоне достигается регулировкой крутизны S преобразователя напряжения— ток так, чтобы выполнялось соотношение

Кт (2) при этом выражение (1) для передаточной функции устройства упрощается: р) где Wo — коэффициент преобразования (чувствительность) устройства.

Нижняя граничная частота 1„устройства определяется электронным интегратором напряжения, а верхняя граничная частота f>— индуктивностью измерительной катушки, а также частотными свойствами усилителя тока и сумматора токов м не зависит от пара метров электронного интегратора напряжения и преобразователя напряжение — ток.

В выражениях (2) и (3) S и Жо не зависят от величины R входного сопротивления усилителя тока, а это значит, что усилитель тока можно отделить от измерительной катушки переходным конденсатором и при этом не изменится коэффициент преобразования %о устройства. Вход усилителя тока на нижних частотах не будет закорочен измерительной катушкой, поэтому ее токовый шум на нижних частотах будет очень малым. На верхних частотах измерительная катушка работает в режиме источника тока, ее импеданс возрастает, поэтому токовый шум усилителя тока на верхних частотах также будет малым. Вход электронного интегратора напряжения на нижних частотах закорачивается измерительной катушкой, а на верхних частотах — достаточно малым входным сопротивлением усилителя тока, поэтому шум напряжения на его входе будем малым во всем диапазоне рабочих частот.