Устройство для измерения параметровмагнитного поля

Устройство для измерения параметровмагнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Св ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетскнд

Социалистических

Республик, о11822089 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл.3

G 01 R 33/02 (22) Заявлено 050379 (2!) 2733555/18-21

Государствениый комитет

СССР яо делам нзобретений и открытий с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 15.0481.Бюллетень Н9 1 4 Р ) М((621.317. .44(088.8) Дата опубликования описания 15.0481 (72) Автор . изобретения

Б.М. Смирнов (71) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ,2

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для оизмерения параметров магнитного поля (составляющих вектора магнитной индукции, градиента магнитной индукции

И Т»Д»)

Известно устройство для измерения параметров магнитного поля, которое содержит феррозонд, избирательный усилитель, вход которого соединен с выходом феррозонда, синхронный детектор, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, уд» воитель частоты, выход которого подключен ко второму входу синхронного детектора, лсточник переменного тока, выход которого подключен к первому входу феррозонда и ко входу удвоителя частоты, интегратор, вход которого соединен с выходом синхронного 2О . детектора, а выход через элемент обратной связи — со вторым входом феррозонда, и регистрирующий прибор, соединенный с выходом интегратора f1) .

В данном устройстве избирательный ,усилитель имеет низкую добротность с целью уменьшения фазовых сдвигов сигнала от температуры на выходе этого.óñHëèòåëÿ. Кроме того, избиратель-. ный усилитель ограничен по усиле- 30 нию сверху и снизу. Ограничение сверху (максимальное усиление) избирательного усилителя обусловлено его невысокой добротностью, так как в выходной ЭДС феррозонда содержится основная (первая) гармоника, наличие которой обусловлено неидентичностью чувствительностей полуэЛементов дифференциального феррозонда. В случае не дифференциального (одноэлементоного)

Феррозонда величина напряжения основной гармоники с выхода этого феррозонда на несколько порядков выше, .чем с выхода дифференциального. Поэтому коэффициент усиления избирательного усилителя ограничен допустимым усилением напряжения основной часто- . ты, максимальное значение которогоне вызвало бы появления четных гармоник, обусловленных нелинейностью амплитудной характеристики этого усилителя, проявляющейся всегда при большом выходном сигнале.

Известны феррозондовые магнитометры, содержащие последовательно соединенные феррозонд, полосовой Фильтр, усилитель, фазочувствительный детектор и регистрирующий прибор, подключенный к первому входу феррозонда источник переменного тока, выход ко822089 да. Поэтому присутствие в выходной

ЭДС феррозонда 1 нечетных гармоник имеется как при наличии внешнего магнитного поля, так и без него. В качестве сигнала, пропорционального

5 измеряемым параметрам магнитного поля, в выходной ЭДС феррозонда 1 используется вторая гармоника. Напряжение второй гармоники усиливается избирательным усилителем 2, настроенным на эту гармонику, и подается на первый вход синхронного детектора 4.

Напряжение основной {первой) гармоники с выхода феррозонда 1 усиливается избирательным усилителем 3, настроен ным на эту гармонику, и подается на удвоитель 5 частоты, выходное напряжение с которого коммутирует детектор 4. Интегратор 7 предназначен для создания необходимой полосы пропускания измеряемого сигнала, поступающего с детектора 4. Кроме того, интегратор 7 усиливает сигнал с упомянутого детектора. Выходной сигнал с интегратора 7 поступает через элемент 8 обратной связи на второй вход феррозонда 1. С выхода этого интегра-. тора 7 сигнал подается на регистрирующий прибор 9.

Повышение точности измерения параметров магнитного поля в устройстве достигнуто благодаря тому, что напряжение основной частоты поступает с выхода феррозонда 1 через дополнительный избирательный усилитель 3 на вход удвоителя 5 частоты. Так как фазовые соотношения между гармоническими составляющими в выходном сигнале феррозонда остаются неизменными, то флуктуация сдвига фаз между напряжением коммутации и напряжением с усилителя 2 отсутствуют. Отсутствие флуктуаций фазовых сдвигов между упомянутыми напряжениями в устройстве обеспечивает повышение точности измерения параметров магнитного поля по сравнению с известными устройствами примерно на порядок. поля.

Эта цель достигается тем, что уст- 0

20 ратной связи и регистрирующий прибор, 25

40

50

dO б5 торого через второй усилитель и фазовращатель подключен ко второму входу фазочувствительного детектора, выход которого через элемент обратной связи подключен ко второму входу феррозонда 2j.

Однако .точность измерения его не,достаточна.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров магнитного ройство, содержащее ферромодуляционный преобразователь, основной и дополнительный избирательные усилители, входы которых соединены с выходом ферромодуляционного преобразователя, синхронный детектор, первый вход koторого соединен с выходом основного избирательного усилителя, источник переменного тока, выхоц которого соединен с первым входом ферромодуляционного преобразователя, подключенный к его второму входу элемент обснабжено удвоителем частоты, выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, а вход — с. выходом дополнительного избирательноro усилителя, интегратором, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход — с элементом обратной связи и с входом регистрирующего прибора.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для измерения параметров магнитного поля представляет собой феррозонд 1, (ферромодуляционный преобразователь), выход которого подключен ко входу иэоирательного усилителя 2 и дополнительного изби рательного усилителя 3, синхронный детектор 4, первый вход которого подключен к выходу усили геля 3, а второй вход — к выходу удвоителя 5 частоты, источник б переменного тока, выход которого подключен к первому входу ферроэонда 1, интегратор 7, выход которого подключен к выходу детектора 4, а выход через элемент обратной, связи 8 - ко второму входу феррозонда 1, регистрирующий прибор

9, соединенный.с выходом интегратора .7. При этом выход усилителя 3 подк чен ко входу удвоителя 5 частоты.

Устройство работает следующим обра ом, При перемагничивании феррозонда

1 возбуждающим сигналом, воспроизводимым источником б переменного тока, и при наличии внешнего магнитного поля, выходной ЭДС ферроэонда 1 возникают кратные нечетные и четные гармоничвские составляющие. Наличие нечетных гармоник в выходной .ЭДС даже дифференциального ферроэонда 1 обусловлено неидентичностью чувствительностей полуэлементов этого феррозонФормула изобретения

Устройство для измерения парамет.ров магнитного поля, содержащее ферромодуляционный преобразователь, основной и дополнительный избирательный усилители, входы которых соединены с выходом ферромодуляционного преобразователя, синхронный детектор, первый вход которого соединен с выходом основного избирательного усилителя, источник переменного тока, выход которого соединен с первым входом ферромодуляционного преобразователя, подключенный к его второму. входу элемент обратной связи и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено удвоителем час822089

Составитель Е. Данилина .Редактор М. Циткина Техред A.Вабинец Корректор М. Вигула

Заказ 1842/70 Тирам 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по,делам изобретений и открытий

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

Ю

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 тоты, выход которого соединен со вторым входом синхронного детектора, а вход — с выходом дополнительного избирательного усилителя, интегратором, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход - с. элементом обратной связи и со входом регистрирующего прибора..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Primdahi. F, Aferrite core

fiuxate. magnetometer, Publications

of the Earth .Physics Branch, v. 40, М О. 1, Ottawa, Canada, 1970.

2. Труды ВЙИИЭП, 9 13, 1972, с. 109, рис. 1.