Феррозондовый магнитометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВМ

Союз Советских.

Соцналмстмиесюа

Реснубпин (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) -Заявлено 04.05.77 (23) 2482379/18- 21 е присоединением заявки №вЂ”

Гктдаретееивй ааатат

СССР ю деин юабрвтаная в етхрюМ (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.79, Бюллетень У 29

Дата опубликоваинв описани я 05.08.79

А. Л. Ширшов и О. П. Хвостов (72) А вторн изобретении

Научно-производственное объединение Теофиэика" (71) Заивнтель (54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовому магнитометру, предназначенному для измерения слабых магнитных полей в инфразвуковом и звуковом диапазоне частот.

Известно устройство для изменения магнитного поля, содержащее феррозондовый датчик с компенсационной обмоткой н фильтром в цепи обратной связи, фазочувствительный де. тектор, накопительную емкость, генератор разнополярных импульсов, схемы совпадения и регистрирующий прибор (1).

В таких магнитометрах использован фазоимпульсный эффект в работе феррозонда. Обладая высоким быстродействием, они имеют низкие помехозащищенность и точность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является мапппометр типа второй гармоники, содержащий феррозонд с обмоткой компенсации, охваченный цепью частотнонезависимой отрицательной обратной связи, из бирательный усилитель, синхронный детектор, фильто верхних частот, положительную обратную связь между выходом фильтра верхних

2 частот и обмоткой компенсации феррозонда н регистратор (2).

Недостаточная помехоустойчивость магнитометров типа второй гармоники обусловлена тем, что в них при измерении магнитного поля использована только вторая гармоника flo" лезного сигнала:, в то время как информация об измеряемом поле заключена в импульсном сигнале, а вторая гармоника является только составной частью полезного сигнала. При этом помехозащищенность известных магнитометров ограничена отношением сигнала к помехе на второй гармонике.

Низкое быстродействие магнитометров типа второй гармоники обусловлено применением высокоизбирательиых усилителей.

Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости магнитометра.

Эта цель достигается тем, что в ферроэондовый магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозонд и усилитель, а также регистратор введены блок моделирования эталонного сигнала, вход

678438 форме полезного сигнала.

10 гармонике

ЗО

3 которого соединен с выходом генератора возбуждения, и коррелятор, один вход которого соединен с выходом блока моделирования эталонного сигнала, другой — с выходом усилителя, а выход — с компенсационной обмоткой ферроэонда и регистратором.

На фиг. 1 изображена функциональная схема феррозондового магнитометра; на фиг. 2— схема блока моделирования эталонного сигнала, Феррозондовый магнитометр содержит ферроэоид 1, генератор возбуждения 2, усилитель

3, блок моделирования эталонного сигнала 4, коррелятор 5 и регистратор 6.

Блок моделирования эталонного сигнала 4 выполнен в виде вспомогательного феррозонда с цепью подмагничивания 7, размещенного внутри экрана 8, причем обмотка возбуждения

9 подключена последовательно с обмоткой возбуждения основного феррозонда 1 к генератору возбуждения 2, а выходная обмотка 10— ко входу коррелятора 5.

Сигнал измерительной обмотки феррозонда

1 поступает на вход усилителя 3. Усиленный сигнал поступает на один из входов коррелятора 5. на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 4. В корреляторе 5 происходит умножение мгновенных значений этих сйгналов и интегрированйе их йроизведения в течение длительности эталонного сигнала, Выходной сигнал коррелятора 5 поступает в компенсационную обмотку феррозонда 1 и на вход регистратора 6..

В блоке 4 в выходной обмотке 10 формируется эталонный сигнал, когерентный с изме ряемым сигналом феррозонда 1, йоскольку обмотка возбуждения 9 подключейа последовательно с обмоткой возбуждения основного феррозонда 1 к генератору возбуждения 2, Энергия эталонного сигнала постоянна и пропорциональна току в цепи подмагйичивайия 7

Or внешних воздействий вспомогательный феррозонд защищен экраном 8. Вспомогательный феррозойд может быть выполнен "такйе- в варийгте- с кольцевыми сердечниками и тороидальной измерительной обмоткой, Выходной сигнал коррелятора определяется выражением ф — З(т) = J О„, (t) Ug (t) dt s (1) о

1 где 0изм (t) > U „(т) + Оя" (t)

U „(t) — cyMMa четных гармоник на выходе усилителя (полезный сигнал); йй (t) — напряжение помехи;

IJa(t) — напряжение эталонного сигнала; — длительность эталонного сигнала.

Иэ выражения (1) следует, что вся энергия

ЭДС измерительной обмотки феррозонда 1 является полезным сигналом.

Это обусловлено тем, что напряжение U>(t), формируемое блоком 4,строго соответствует

Полезный сигнал на выходе коррелятора определяется энергией суммы когерентных гармоник, в то время как помеха определяется энергией суммы случайных помех по каждой

Это приводит к повышению отношения сигнала. к помехе по сравнению с отношением сигнала к

:помехе на выходе магнйтометра типа второй

1 5 гармоники, В магнитометре применены широкополосный усилитель и ненастроенный феррозонд, что значительно повышает. быстродействие по сравнению с феррозоидовйми магнитометрами типа р0 второй гармоники и позволяет осуществлять измерение за один период тока возбуждения:.

Данный магнитометр сохраняет свои преиму шества при различйь|х режимах возбуждения феррозонда, включая и импульсный режим.

Формула изобретения

l. Феррозондовый магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозоид и усилитель, а также регистратор, отличающийся тем, что, с

Целью повйшения помехоустойчивости и быстродействия, в него введены блок моделирования эталойнаго сигнала, вход которого соединен с выходом генератора возбуждения, и коррелятор, один вход которого соединен с выходом блока Моделирования эталонного сигнала, друпэй вход — с выходом усилИтеля, а выход.— с компейсационной обмоткой феррозонда и ре истратором.

2. Ферроэондовый магнитометр по п. 1, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что блок моделиро ванйя эталонного сигнала выполнен s виде дополнительного феррозонда с цепью подмагничивания, размещенного внутри экрана, причем обмотка возбуждения дополйительного феррозонда подклвчена к генератору возбуждения последовательно с обмоткой возбуждения ферроИсточйики информации, принятые во внима ние при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 316044, кп. 6 01 и 33/22, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР и 535529, кп. 6 01 Й 33/00, 1975.

678438

Puz 1

Составитель Е. Данилина

Техред; М.Петко

Корректор И. Муска. Редактор Л. Утехйна

Тираж, 1090 :: Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб;, д. 4/5

Заказ 4551/36

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4