Устройство для приема вертикальной компоненты магнитного поля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ВЕРТИКАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее вертикально расположенный ферромагнитный сердечник, на котором расположены две обмотки, два согласующих усилителя, которые своими выходами подсоединены к входам третьего дифференциального усилителя, и корпус , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , корпусустройства снабжен oтвёpcтия и в боковых стенках для выводов первой и второй обмоток с одинаковыми глубинами, причем оси отверстий совпадёцот с продольными осями симметрии входных клемм согласующих усилителей, параллельны друг другу и лежат в одной плоскости, а диаметры отверстий выбираются из соотношения jfnd где D - диаметр отверстий п - количество витков обмотки; i -диаметр провода; -заданная точность устройства § )f - коэффициент пропорциональное (Л ти. ;о м :О со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5g G 01 R 33 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3580366/18-21 (22) 21.02.83 . (46) 23.05.84. Бюл. 9 19 (72) В.В.Шпяхтин (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет км. B,È.Ëåíèíà (53) 621.317.44(088.8) (56) 1. Патент. США 9 3873914, кл. 324-37, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 792178, кл. G 01 R 33/02, .1980.. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ВЕРТИКАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее вертикально расположенный ферромагнитный сердечник, на котором расположены две обмотки, два согласующих уснлктеля, которые своими выходами подсоединены к входам третьего (19) SU(Ii) l А дифференциального усилителя, и корпус, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, корпус устройства снабжен отверстиями в боковых стенках для выводов первой и второй обмоток с одинаковыми глубинами, причем оси отверстий совпадают с продольными осямн симметрии входных клемм согласующих усилителей, параллельны друг другу и лежат в одной плоскости, а диаметры отверстий выбираются из соотношения D =8 f nd, где D — диаметр отверстий; и - количество витков обмотки1

- диаметр провода; — заданная точность устройства; Я

$ — коэффициент пропорциональности.

1093996 где о

Й

55 (3) (4) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для приема вертикальной магнитной компоненты электромагнитного поля, Известно устройство для приема компоненты электромагнитного поля, содержащее ферромагнитный сердечник и обмотку (lf, Однако в таком устройстве могут возникать параэитные токи из-за несимметрии частей антенны относительно окружающих предметов, что приводит к возникновению антенного эффекта и, как следствие, снижению точности измерений.

Известно также устройство для при. 15 ема компоненты магнитного поля, содержащее вертикально расположенный ферромагнитный сердечник, на котором намотаны первая и вторая обмотки, а также первый и второй согласующие 2О дифференциальные усилители и суммирующий усилитель $2) .

Однако в данном устройстве из-за перемещения концов обмоток, а также нэ-за изменения площадей параэитных з5 боковых витков точность компенсации напряжений, возникающих при боковом приеме, понижается. В следствие этого снижается точность приема вертикальной магнитной компоненты.

Целью изобретения является повыше. ние точности измерений при приеме вертикальной магнитной компоненты.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для приема вертикальной магнитной компоненты магнитного поля, содержащее вертикально расположенный ферромагнитный сердечник, на котором расположены две обмотки, два согласующих усялителя, которые своими выходами подсоединены к вхо- 40 дам третьего дифференциального усилителя, и корпус, последний снабжен отверстиями в боковых стенках для выводов первой и вторoN обмоток с одинаковымк глубинами, причем осн 45 отверстий совпадают с продольными осями симметрии входных клемм согласующих усилителей, параллельны друг другу и лежат в одной плоскости, а диаметры отверстий выбираются из соотношения р =б упй, заданная точность устройства; диаметр провода диаметр отверстий; количество витков обмотки1 коэффициент пропорциональности. на фиг, 1 представлена структур- 60 ная схема устройства; на фиг. 2 конструкция устройства; на фиг, Э электрическая схема намзтки; на фиг.

4 - конструктивная схема намотки об моток на сердечник. — 65

Устройство содержит (фиг. 1 и 2) вертикально расположенный ферромагиитс ный сердечник 1, на котором намота» ны первая 2 и вторая 3 обмотки, выво. ды первой обмотки 2 подсоединены к согласующему усилителю 4, а выводы второй обмотки 3 - к согласующему усилителю 5, а выходы усилителей 4 и 5 подсоединены к входам усилителя 6, кроме того сердечник и обмотки расположены в корпусе 7, а сам корпус в подставке 8. Выходом устройства является выход усилителя б.

Устройство работает следующим образом.

Пусть плоская электромагнитная волна с напряженностью Н воздействует на Ферромагнитный сердечник 1 с обмотками 2 и 3 (фиг. 3 и 4), представляющие собой ферритовую антенну,размеры которой малы по сравнению с длиной волны. При этом для достижения заданной точности необходим, чтобы при изготовлении устройства длина намотки для двух обмоток была одинакова, т.е. 1 1 .Диаметры отверстий в корпусе выбираются из формулы

О =бэппа, где n - -количество витков обмоткиу

3 — заданная точность устройства

d - диаметр вРовода;

II - коэффициент пропорциональностиу

0 - диаметр отверстий.

Для пояснения выбора диаметра отверстия обратимся к фиг. 4, согласно которой ошибка устройства определяет,; ся следующим выражением

Вя Sa (1)

Яь где S - площадь бокового витка при произвольном положении выводов обмоток

1в

Б — площадь бокового витка при строго параллельном положении выводов обмоток.

Выразим S и S через диаметР от" верстия D, диаметр провода d и количество витков и.

В соответствии с фиг. 4

112 - klO 1+ - 1 и Я (2)

"1ь 1, Если lо представить как произведе. ние nd< 1 — как 1О +, где

Р коэффициент пропорциональности того

I да формула (2) может быть представлена в следующем виде:

nd + .-у-,- nd D

nd hand

Отсюда можем получить

109 3996

/е,/. /е/

Фиа 8

Ощибка согласно формулы (1) определяет точность устройства. Суммирующий усилитель б предназначен для подавления одноименных сигналов, воэникающих ка выходе усилителей 4 и 5.

Диффврекциальные усилители обладают достаточно высоким подавлением синфазной помехи только в том случае, если на обоих входах усилителя обеспечивается одинаковость сигнала с высокой точностью. Если ето условие не 10 выполняется, максимальное подавление синфазкых сигналов не проксходит, Таким образом, если обратиться к формуле (4), то можно утверждать, что при заданных 8, и и g диаметр D получа- 15 ется вполне определенный. Так, например, для заданных и 20, о = 0,001 и 55 получаем D 1,1d.

Не менее важно, чтобы п< пд (фиг. 3) . Это достигается тем, что ° 2p глубина отверстий, через которые про- . ходят выводы обмоток, выбирается равной в обоих обмотках. Кроме того, осн отверстий совпадают с продольными осями симметрии входных хлевы согласующих усилителей, они параллельны друг другу и лежат в одной плоскости, Эти условия выполняются путем закрепления согласующих усилителей винтами, которые вворачиваются в корпус. Таким образом, положение усилителей фиксируется относительно обмоток. все эти конструктивные меры позволяют выполнить условия п,1, = п 1 3 о 0; В этом случае /е„"/ (е / °

Кроме того, два другиХ возкиКающих напряжения е, и е также могут быть равны между собой, так как диаметр провода для двух обмоток одинаков, намотка ведется виток к витку, длины 1, и 1> равны между собой, зна чит число витков в одной и в другой обмотках одинакоэо. Иэ этого можно э апнсать!

Результирующие напряжения, е, и ер подают на суьвеюрующкй усилитель, расположенный на отдельной части антенны (подставке), в которую вставляется корпус.

Суммируюций усилитель выполняет операциюз

U e) +е еф +е -e)cosK+ еф ° (! так как C,Î, то U> е, + е °

Как видно из последнего выражения горизонтальная составляющая не оказывает влияния на прием вертикальной составляющей. Таким образом, устройство позволяет в 3-4 раза повысить точност ь.

109 399б врдечних Мрпус

Составитель В, Шульгин

Редактор И.Николайчук Техред C.Ëåãåçà Корректор А.Тяско

Заказ 3418/37 Тираж 711 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4