Патент ссср 310203

 

ЗЮ203

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саветакиз

Сацизлиатичеакил

Реалтблик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 091!.1970 (№ 1400331/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26Х11.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 15.Х.1971

ИПК G 01г 33/02

Комитет па делам изобретений и открытий лри Совете Миииатрае

СССР

УДК 621.317.42 (088.8) Автор изобретения

Н. И. Яковлев

Заявитель

ФЕРРОЗОНДОВЫИ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к области магнитных измерений.

В известных феррозондовых магнитометрах, содержащих феррозондовый датчик, генерагор возбуждения, усилитель, формирователь прямоугольных импульсов и регистрирующий прибор, увеличение частоты возбуждения феррозонда, необходимое для повышения быстродействия магнитометра, приводит к снижению точности измерений, а динамический диапазон измеряемых сигналов ограничен нелинейностью характеристики преобразования.

Предлагаемый магнитометр отличается от известных тем, что он снабжен двумя, разнополярными схемами совпадения, последовательно соединенными с формир|ователями импульсов постоянной энергии, при этом одни входы схем совпадения соединены с выходом формирователя прямоугольных импульсов, другие через дифференцирующую цепь— с генератором возбуждения, а выходы формирователей импульсов постоянной, энергии через интегрирующую цепь и регистрирующий прибор подключены к феррозондовому датчику.

Благодаря этому осуществляется преобразование измеряемой величины в пропорциональную ей частоту следования импульсов, что повышает точность измерений и расширяет динамический диапазон измеряемых сигналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого магнитометра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу отдельных узлов магнитометра.

Магнитометр содержит генератор возбуждения 1, феррозонд 2, фильтр 3, пропускающий первую и вторую гармоники, широкополосный усилитель 4, формирователь 5 прямоугольных импульсов, разнополярные схемы

10 совпадения б и 7, формирователи 8 и 9 импульсов постоянной энергии, дифференцирующую 10 и интегрирующую 11 цепи и регистрирующий прибор 12.

При отсутствии измеряемого поля

15 (Н,=О) напряжение U> (фиг. 2), поступающее с феррозонда на вход формирователя б, симметрично, и на схем совпадений б и 7 поступают симметричные прямоугольные импульсы U>. На два других входа схем совпа20 дений поступают продифференцированные опорные импульсы U4 с генератора возбуждения 1. Начальные фазы импульсов U и U4 подобраны таким образом, что при Н0 —— 0 полярность их не совпадает и, следовательно, сигнал на выходе схем совпадений отсутствует..

При Н,=О выходные HMIIYJIbñû Ug формирователя б становятся несимметричными и происходит совпадение их положительных полуволн с положительными опорными импульсами U4. Поэтому на выходе схемы сов310203 падений 6 появляются импульсы U7, запускающие формирователь 8. . Импульсы постоянной энергии 1, сглаживаются интегрирующей цепью 11, при этом среднее значение тока на ее выходе 1«, протекающего по цепи обратной связи через регистрирующий прибор 12, пропорционально числу импульсов в единицу времени или частоте их следования / согласно соотношению:

1ос — оп — f т где 1п, — амплитуда импульса постоянной энергии, т — длительность импульса, 5=1„т — амперсекундная площадь импульса, 1

Т= — — период следования импульсов.

Ток обратной связи 1«создает компенсирующее поле Н«, близкое по величине к измеряемому полю Нп.

Феррозонд 2 и элементы измерительной

:.,схемы, предшествующие формирователям импульсов 8 и 9, работают в режиме нуля-орга на, запуская один из формирователей 8 и 9

- всякий раз, когда разность измеряемого Н, и компенсирующего поля Н«превышает порог чувствительности феррозонда ЛН, т. е. при IH, — Н„ )ЛН.

Так как порог чувствительности ЛН значительно меньше величины измеряемого поля

Н„то созданное током обратной связи 1« компенсирующее поле Н«оказывается практически равным измеряемому полю и пропорциональным частоте следования импульсов постоянной энергии:

11о .Оос — 1ос С вЂ” f С где С вЂ” постоянная обмотки обратной связи феррозонда.

Таким образом, магнитометр работает в автогенераторном режиме и при C=const и

S=const частота f следования генерируемых импульсов постоянной энергии оказывается пропорциональной измеряемому полю и зависит от амперсекундной площади S этих импульсов и постоянной С обмотки обратной связи феррозонда.:

1О

SC

Достаточно высокая стабильность величин

S и С обеспечивает высокую точность измерений магнитных полей как на низких, так и на высоких частотах возбуждения.

Работа магнитометра в режиме нуль-органа повышает линейность его характеристики преобразования и расширяет динамический диапазон измеряемых сигналов.

Предмет изобретения

Феррозондовый магнитометр, содержащий феррозондовый датчик, генератор возбуждения, усилитель, формирователь прямоугольных импульсов и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерений, он снабжен двумя разнополярными схемами совпадения, последовательно соединенными с формирователями импульсов .постоянной энергии, при этом одни входы схем совпадения соединены с выходом формирователя прямоугольных импульсов, другие через дифференцирующую цепь — с генератором возбуждения, а выходы формирователей импульсов постоянной энергии через интегрирующую цепь и регистрирующий прибор под4О ключены к феррозондовому датчику.

310203

Фиг Ф ос и, 6 Рме 3

Составитель В. Н. Фетина

Редактор С. И. Хейфиц Техред Е. Борисова Корректор Л. А. Царькова

Заказ 2649/4 Изд. № 1081 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Кох1итета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2