Магнитомодуляционный датчик

Магнитомодуляционный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О л;-И С,А"н и е

И OS PETE H ИЯ. Союз Советских

Социалистических

Республик

< «702324 (51)М. Кл.

G 01 R 3300

G 01 R 33!02 (53) Уд К 621.317. .44 (088.8) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 21.02.78 (21) 2581299/18 — 21 с присоединением заявки М

Ввударатаммый кемвтат

СССР ю. дамм ваабратеинй а епрмтвФ (23) Приоритет

Опубликовано 05.12.79 Бюллетень,ре 45

Дата опубликования описания 05.12,79 (72) Авторы изобретения

В. И. Акулин, Г. Б. Волобуев, В. М. Головин и В. Ф. Камсков (71) Заявитель

Опытно-конструкторское бюро специального физического приборостроения при Воронежском политехническом институте (54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЬ}Й ДАТЧИК

Изобретение отноЬится к магнитным измере;" киям, может быть использовано в магнитометрических устройствах для измерения ао- стоянных и переменных магикгных полей в геофизике, геология, радиоэлектронике и дру-. гих областях науки и техники.

Известен ферритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовый магнитопровод в виде модулятора с пристйкбвайййми к нему двумя coocHbthni crep)iaiiMii"-аиааФа-, торами обмотку возбуждения, расположенную на модуляторе, и сигнальные обмотки, размещащые на стержнях-концентраторах (1).

Однако этот датчик характеризуется низкой стабильностью коэффициента преобразования.

Известны устройства для измерении "магнитных полей, содержащие последовательно соединенные феррозондовый датчик, избирательный усилитель; синхронный детектор и регистрируещй прибор (г).

Однако точность их работы недостаточна.

Известны также феррнтовые магнитомодуляционные датчики, в которых на модуляторе с обмоткой возбуждения размещены обмотки

2 постоянного смещения, записываемые от источника постоянйого тока (3).

Большая погрешность измерений, обусловленная нестабильностью коэффициента преобразования, является существенным недостатком известных датчиков. Эта погрешность лишь частично может быть устранена периодической калибровкой датчика во время измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в магнитомо дуляционный датчик, содержащий феррнтовый магнитопровод в виде модулятора с пристыкованными к нему соосными стержнями-концентраторами, обмотки возбуждения и подмаг ничивания, расположенные па модуляторе,- сиг нальные обмотки, размещенные на стержняхконцентраторах, и подключенные к ним последовательно соединенные, избирательный усн. литель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, введейы дополнительная обмотка, охватывающая магнитопровод датчика, подключенный к ней высокочастотный генератор, а также сумматор, первый вход котороro подключен к выходу усилителя переменно; го тока, второй вход связан с источником напряжения возбуждения, а выход подключен к обмотке возбуждения;

Функциональная схема устройства показана, на чертеже.

Датчик содержит ферритовый магнитопровод в виде модулятора 1 с пристыкованными к нему двумя соосными стержнями-концентраторами 2. На модуляторе расположены обмотка возбуждения 3 и обмотка подмагничивания 4, подключенная к источнику постоянного тока 5. На стержнях-концентраторах 2 размещены последовательно и согласно соединенные сигнальные обмотки 6 и 7. Магнитопровод датчика охвачен дополнительной обмоткой 8, подключенной к высокочастотному генератору 9. Сигнальные обмотки 6 и 7 через последовательно включенные избирательный усютитель 10, амплитудный детектор 11 и усилитель переменного тока 12 соединены с первым входом сумматора 13, ко второму входу ко. торого подведено напряжение возбуждения, а. выход сумматора подключен к обмотке возбуждения 3, Устройство работает. следующим образом.

При протекании переменного тока по обмотке возбуждения 3 и постоянного тока по обмотке подмагничивания 4 действующая магййтйам йроницаемость магйитопровода изменяется с частотой возбуждения. Под действием вспомогательного магнитного поля, создаваемого дополнительной. обмоткой 8 и высокочастотным генератором 9, частота которого значительно выше частоты возбуждения, на выходе датчика возникает амплитудно-модулированное напряжение, несущая частота которого равна частоте вспомогательного поля, а огибающая пропорциональна закону изменения действующей магнитной проницаемости магнитопровода датчика.Это напряжение отфильтровывается от сигналов измеряемого поля и усиливается избирательным усилителем 10, проходит через амплитудный детектор 11 и усилитель переменного тока 12 и используется как корректирующий сигнал при формировании тока возбуждения, для чего складывается с напряжением возбуждения в сумматоре 13,. выходной ток которого поступает в обмотку возбуждения 3.

8 данном устройстве амплитуда первой гармоники корректирующего сигнала пропорциональна коэффициенту преобразования датчика (no первой гармонике возбуждения), а фаза

02324 4 за счет соответствующего включения обмотки подмагничивания отличается от фазы напряжения возбуждения на 180 . Поэтому отклонение коэффициента преобразования от заданного значения вызывает соответствующее изменение корректирующего сигнала, что в свою очередь приводит к изменению тока возбуждения до величины, необходимой для стабилизации коэффициента преобразования на задан1О ном уровне.

Кроме того, в устройстве законы изменения во времени действующей магнитной проницаемости датчика совпадают с большой точностью с напряжением возбуждения. При синуcoHg8JIbHoM напряжении возбуждения нерабочие (вторая, третья и т.д.) гармоники действующей магнитной проницаемости оказываются

:резко сниженными по сравнению с известными устройствами, что облегчает вьщеление (фильтрацию) выходного сигнала датчика, несущего на частоте первой гармоники возбуждения информацию об измеряемом магнитном поле.

Формула изобретения

Магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовый магнитопровод в виде модулятора

ЗО с пристыкованными к нему соосными стержнями-концентраторами, обмотки возбуждения и подмагничивания, расположенные на модуляторе, сигнальные обмотки, размещенные на стержнях-концентраторах, и подключенные к ним последовательно соединенные избирательный усилитель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, о т л и ч а юшийся. тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнитель40 нои обмоткои, охватывающей магнитопровод датчика, подключенным к ней высокочастотным генератором, а также сумматором, первый вход которого подключен к выходу усилителя переменного тока, второй вход связан с

45 источником напряжения возбуждения, а выход подключен к обмотке возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 368560, " nr. G 01 R 33/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Х 345458, кл, G 01 R 33/02, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР М 561915, кл. G 01 R 33/02, 1975:

702324

Корректор Г. Решетник

Редактор Б. Федотов

Заказ 7583/43

Составитель E. Данилина

Техред Н.Бабурка

Тираж 1073 - Подписное

ЦНИИПИ 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