Устройство для измерения переменных магнитных полей

Устройство для измерения переменных магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

QÏИСA ИЕ !670910

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.10.77 (21) 2535567/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M.Êë. G О1 Р 33/02

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 621.317.44 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 06.07.79

2) Авторы изобретения

В. И. Акулин, В. М. Головин и Ю. В. Литвинов

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение относигся к области магнитометрии и предназначено для регистра ции и из. ерения слабых переменных магнитных полеи с широким частотным спектром. Оно может быть использовано в геологии, геофизике, технике радиоприема, а также для других целей и нужд народного хозяйства.

Известнь. устройства для измерения переменных магнитных полей, содержащие по- 10 следовательно соединенные чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитного сердечника с сигнальной обмоткой. ".огласующий грансформатор и усилитель (11.

Недостаток известных устройств — высокая пороговая чувствительность.

Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности к и обретению является устройство, содержащее резистор, ферромагнитный сердечник. снг- 20 нальную обмотку, согласующий трансформа гор, усилитель и рсгистриру ощий прибор (21.

Однако такое устройство имеет сравнительно высокую пороговую чувствитель- 25 ность, обусловленную значительным урсвнем тепловых шумов резистора, включенного параллельно сигнальной обмотке.

Цель изобретения — снижение пороговой чувствительности устройства. 30

Этd цель достигается тем, что в устройстве, содержашем резистор, ферромагнитнь1й сердечник, последовательно соединенные сигнальную обмотку, согласующий трансфо матор, усилитель и регистрируюгций прибор, сигнальная обмотка и резистор соединены между собой последовательно, причем свободный конец резистора подключен к одному л;з выходных зажимов усилителя, второй зажим которого соединен с концом сигнальной обмотки.

Г1араметры цепи выбраны из условия где Я вЂ” активное сопротивление резистора;

L — индуктивность сигнальной обмотки, h;„— результирующий коэффициент согласующего трансформатора и усилителя; м — частота измеряемого поля.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит ферромагнитный сердечник 1, сигнальную обмотку 2, согласующий трансформатор 8, усилитель 4, регистрирующш1 прибор 5 и резистор 6.

670910 (1 ) 20

l,/, U, = l -- -— (2) К„» - ::1,

U„.

U,U „j/4К ТЬ f

СССР

СССР

Работает устройство следующим образом.

Сигнал, созда ваемый измеряемым полем в сигнальной обмотке 2, трансформируется IIa,вход усилителя 4 и поступает на регистрирующий прибор б, причем напряжение сигнала с выхода усилителя через резистор 6 вновь. вводится в сигнальную обмотку 2.

Произведем количественную оценку отношения сигнал/шум на;выходе сигнальной обмоши 2.

Напряжение сигнала на .концах сигнальной обмотки 2 складывается из ЭДС сигнала, наводимой .измеряемым полем, и той части выходного напряжения усилителя 4, которая приложена к обмотке, т. е. где U„ — на пряжение сигнала на выходе усилителя.

Учитывая, что 0,,=К,,//„ получим 25

Поскольку значения R u L удовлетворя/( ют ус7о!вию К„) ) 1, напряжение cHI

w/. нала ча выходе сигнальной обмотки равно и нс зависит от частоты измеряемого поля, 4о так как величина /, пропорциональна о.

Напряжение шума на выходе сигнальной обмотки 2, обусловленное шумовой ЭДС резистора б, находится аналогичным образом и с учетом допущений, определяемых условием (2), ра вно где l„,= — t 4К7 Я вЂ” шумовая ЭДС резистора 6.

Отношение сигнал/шум на выходе сигнальной обмотки определяется в виде (Отметим, что при количественной оцеия<е отношения сигнал/шум как известного, так и предлагаемого устройства учитывгл ись только те шумы, которые создаются активным сопротивлением резистора, входящего,в цепь частотной коррекции. Это существенно упрощает анализ, не искажая сути и справедливости полученных результатов) .

Сопосгавление выражений (1) и (3) показывает, что отношение сигнал/шум на выходе сигнальной обмотки предлагаемого устройства значительно больше, чем у известного, поскольку сопротивление резистора в цепи частотной коррекции предлагаемого устройства удовлетворяет неравенству

R)) ь1., в то время как в прототипе необходимо вы полнять условие Rp .. И. Это означает, что порог чувствительности предлагаемого устройства значительно ниже, чем известного. При этом прсдлагаемое устройство сохраняет достоинства прототипа и обеспечивает равномерную частотную характеристи ку в широкой полосе частот.

Сопоставление опытных данных показало, что предлагаемое устройство обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум порядка 10 раз. Во столько же раз порог чувствительности предлагаемого устройства ниже, чем у известного.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения переменных магнитных полей, содержащее резистор, ферромагнитный ссрде ник, последователы<о соединенные сигнальную обмотку, согласующий трансформатор, усилитель и регистрирующий прибор, о т л п ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения пороговой чувствительности, сигнальная обмотка и резистор соединены между, собой последовательно, причем свободный конец резистора подключен к одному из выходных зажимов усилителя, второй зажим которого соединен с концом сигнальной обмотки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что параметры цепи выбраны из vC70BHH где R -- активное сопротивление резистора;

L — - индуктивность сигнальной обмотки;

ʄ— результирующий коэффициент согласуюгцего трансформатора и усилителя; а — частота измеряемого поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство

Х 452794, G .01 К 33/02, 1972.

2. Авторское свидетельство

¹ 528524, G 01 R 33 02, 1974.

670910

Составитель Л. Воронина

Техред А. Камышннкова

Редактор Е. Караулова

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 458/835 Изд. № 379 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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