Компонентный магнитометр

 

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при измерениях составляющих модуля полного вектора магнитной индукции поля Земаи как в стационарных условиях , так и с буксируемых устройств. Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения погрешностей за счет ходовых характеристик гондолы. Поставленная цель достигается за счет запоминания измеряемого значения модуля магнитного поля Земли , создания дополнительного магнитного поля, равного измереннс« у, и измерения в последующий момент времени магнитного поля, равного разнос ти значений модуля магнитного поля, измеряемого в текущий ж)мент времени и запомненного значения магнитного поля. Вычисление компонент осуществляется вычислительным устройством прибора по значениям величин магнит- Щ ных полей, измеренного в текущий момент времени, запомненного значения и их разности. 1 ил. сл ю го Од со СХ О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 С О1 Ч 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 824099 (21) 3805827/24-25 (22) 30.10.84 (46) 23.04.86. Бюп. Р 15 (71) Специальное конструкторское бюро физического приборостроения

АН СССР (72) В.И,Перфилов (53) 550,838.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 824099, кл. С 01 V 3/08, 1979. (54) КОМПОНЕНТНЫЙ МАГНИТОМЕТР (5 7) Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при измерениях составляющих модуля полного вектора магнитной индукции поля Земли как в стационарных усло" виях, так и с буксируемых устройств.

„„80„„1226386 A

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения погрешностей за счет ходовых характеристик гондолы. Поставленная цель достигается за счет запоминания измеряемого значения модуля магнитного поля Земли, создания дополнительного магнитного поля, равного измеренному, и измерения в последующий момент времени магнитного поля, равного разнос" ти значений модуля магнитного поля, измеряемого в текущий момент времени и запомненного значения магнитного поля. Вычисление компонент осущест" вляется вычислительным устройством прибора по значениям величин магнит- ф ных полей, измеренного в текущий момент времени, запомненного значения и их разности. 1 ил.

С.

1 12

Изобретение относится к геофизике, а именно к приборам, используемым дпя измерения составляющих модуля полного вектора магнитной индукции поля.Земли как в стационарных условиях,. так и в условиях морской магнитной съемки, а также к приборам для исследования параметров буксируемых устройств, и является усовершенствованием устройства по основному авт,св. N 824099.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения погрешностей за счет ходовых характеристик гондолы.

На чертеже приведена блок--схема компонентного магнитометра. Магнитометр состоит из магниточувствительного датчика I установленного в центре первой колечной системы 2, формирователя 3 сигнала, измерительного блока 4, вычислительного устройства

5, регистратора 6.

В первое плечо мостовой схемы цепи питания колечных систем, включен блок 7 компенсации, во второе и третье плечи — эталонные сопротивления

8 и 9, а в четвертое плечо схемы последовательно с колечными системами включены первый коммутатор 19 и регулирующий элемент 11. Мостовая схема подключена к высокостабилиэированному источнику 12 питания. В диагональ моста включен модулятор 13. Выход модулятора через усилитель 14 рассогласования подключен к одному из входов синхронного детектора 15, второй вход которого -.àêæå соединен с измерительным блоком.

К выходу синхронного детектора через усилитель 16 постоянного тока подключен регулирующий элемент, Вход второго коммутатора .7 последовательно соединен с выходом первого коммуrатора, а вьгходы второго коммутатора подключены к второй колечной системе

18 и первой колечной системе. Один яз управляющих выходов вычислительно го устройства подан на вход блока 19 управления, Один из выходов которого соединен с вторым коммутатором, а другой выход — с входом фиксатора 20 °

Рабочий орган фиксатора имеет возможность механически, посредством двуплечевого рычага, стопорить первую колечную систему.

Магнитометр работает следуюШим обPBSOM

26386

ЗО

Я5

По первой команде с вычислительного устройства 5 с помощью блока 7 компенсации устанавливается в зависимости от района измерений требуемая величина дополнительного магнитного поля В, (+), При этом через ветвь моста, состоящую из блока. 7 компенсации и эталонного сопротивления 8, от источни— ка 12 питания течет ток, через другую ветвь моста,. состоящую из первой колечной системы 2, второго коммутатора 17, первого коммутатора lO, регулирующего элемента 11 и эталонного сопротивления 9, также течет ток.

При равенстве этих токов напряжения на эталонных сопротивлениях 8 и 9 равны и в диагонали моста на входе модулятора 13 разность потенциалов равна нулю. Следовательно ток, протекающий через первую колечную систему

2, создае.т заданную величину дополнительного поля В (+). Магниточувствительный датчик фиксирует суммарное результирующее поле, действующее на датчик. С помощью последнего и формирователя 3 сигнала результирующее значение магнитной индукции В преоб1 разуется в частотный сигнал и подается на измерительный блок ч-, Измеренное значение В„ подается в оперативную память вычислительногб устройства 5, где оно и хранится до следующего цикла измерений. После измерения результирующего значения магнитной индукции В, измерительный блок выдает команду на первый коммутатор

1О на изменение знака тока компенсации, т, е, на изменение направления дополнительного поля в первой колечной системе. При реверсе (изменении направпения) -,ока в колечной системе. за счет изменения переходного согротивления коммутирующих контактов первогэ коммутатора 10 или других дестабилизирующих факторов (например, изменение сопротивления калечной системы от температуры) появляется разбаланс в диагонали моста, т„е, появляется разность потенциалов на входе модулятора 13. С помощью модулятора постоянное напряжение рассогласования (напряжение разбаланса) преобразуется в переменное, усиливается усилителем 14 рассогласования и подается на синхронный детектор 15. Синхроимпульсы для модуляции и демодуляции одновременно по1226386 даются от измерительного блока на модулятор и синхронный детектор, С вы- хода синхронного детектора напряжение, пропорциональное величине рассогласования в диагонали моста, подается на усилитель 16 постоянного тока, который управляет регулирующим элементом 11. Регулирующий элемент, в зависимости от знака и величины рассогласования в диагонали моста, 10 увеличивает или уменьшает величину тока, протекающего через первую колечную систему. Следовательно, теперь с помощью первой колечной системы создается дополнительное поле

В (-), строго равное дополнительному полю В (+), но противоположного нап3 равления. Теперь измерительный канал магнитометра (датчик, формирователь сигнала, измерительный блок) фикси- щ рует результирующее значение магнитной индукции В и подает измеренное его значение в память вычислительного устройства 5, После измерения В измерительный блок выдает команду на д первый коммутатор 10 на отключение тока компенсации. Измерительный канал магнитометра фиксирует значение модуля полного вектора магнитной индукции Р„ и подает его измеренное значение в память вычислительного устройства. По измеренным значениям

В„, В и В вычислительное устройство определяет значения вертикальнои и горизонтальной составляющих магнит35 ного поля Земли (МПЗ) в заданный момент времени и результаты вычисления записывают в свое оперативно-запоминающее устройство.

По второй команде с вычислительно-4g

ro устройства 5 блок 19 управления с помощью второго коммутатора 17 отключает первую колечную систему 2 и подключает к работе вторую колечную систему 18, жестко связанную с корпу-45 сом гондолы. Одновременно с второй командой вырабатывается первая команда и магнитометр начинает работать по описанной схеме, только теперь дополнительное поле создается с помощью второй колечной системы и ориентировано в направлении движения гондолы. После измерений модулей В,, В и В вычислительное устройство определяет магнитный. курс и рыскание 5 гондолы, вычисленные значения указанных параметров хранятся в памяти вычислительного устройства.

По третьей команде с вычислительного устройства 5 блок 19 управления с помошъю второго коммутатора 1g отключает вторую колечную систему 18 и подключает к работе первую колечную систему. Одновременно по третьей команде блок управления выдает командный сигнал на фиксатор 20, который с помощью рабочего органа жестко относительно корпуса гондолы фиксирует первую колечную систему 2 в вертикальном направлении. Измерительный блок по третей команде с помощью первого коммутатора 10 подключает блок

7 компенсации к первой колечной системе, при этом с помощью блока компенсации устанавливают такой ток компенсации, который с помощью первой колечной системы создает дополнительное поле, равное по величине вычисленному значению вертикальной составляющей В, но противоположное по направлению. Измерительный канал магнитометра регистрирует суммарное значе1 ние горизонтальной составляющей В ч промодулированное угловыми колебаниями буксируемой гондолы. При этом амплитуду колебаний гондолы в единицах измерения магнитной индукции вычислительное устройство 5 определяет согласно выражению

ЬВ =  — В н н н) где „— значение горизонтальной составляющей МПЗ, определенное ранее до стопорения первой колечной системы, В дальнейшем в зависимости от курса буксирования гондолы вычислительное устройство определяет все угловые характеристики гондолы, т.е. определяет крен и дифферент. Анализируя все полученные ходовые параметры гондолы оператор, используя вычислительное устройство, может B зависимости от реальных условий буксировки оптимизировать режим измерения (время осреднения, быстродействие, курс дви" жения и т,д.), скорректировать полученные результаты измерения составляющих с учетом реальных ходовых характеристик буксируемой гондолы и существенно повысить точность иэмере" ния составляющих МПЗ.

Формула изобретения

Компонентный магнитометр по авт. св. 9 824099, о т л и ч а ю щ и й—

1 226386 п

Составитель В,Майоршин

Техред И.Попович Ко рр ектор М. Демчик

Редактор Е.Папп

Заказ 2128/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород,, ул, Проектная, 4 с я тем, что,. с целью повышения точности измерений путем исключения погрешностей sa счет ходовых характеристик гондолы, в него дополнительно введены второй коммутатор, блок управления, фиксатор и вторая калечная система, электрическая ось которой ориентирована в направлении продольной оси буксируемой гондолы, при этом вторая калечная система расположена оротогонально первой и жестко связана с корпусом гондолы, внутри второй колечной системы расположена первая колечная система с магниточувствительным датчиком в ее центре, обе колечные системы через второй коммутатор подсоединены к первому, второй вход второго коммутатора соединен с одним иэ выходов блока управления, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, а второй выход блока уп равления подключен к фнксато ру °