Феррозондовый магнитометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11)813335

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено ОБ 0379 (21) 2734221/18-21 р1)м. к.

G 01 R 33/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

ССС P ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 150381. Бюллетень N9 10 !

Дата опубликования описания 150 331

/ (53) УДК 621. 317..44 (088.8) (72) Автор изобретения

Л.Н. Монаенков

:с

1 (73) Заявитель (54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ИАГHHTOMETP

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям малых варианций напряженности магнитного поля, например Земли.

Одним из основных факторов, ограничивающих достижение низкого порого чувствительности феррозондового магнитометра, является нестабильность нуль-пункта вследствие изменений ЭДС второй гармоники, пропорциональной второй гармонике тока возбуждения, в измерительной обмотке феррозонда.

Известно устройство, в котором, с целью стабилизации нуль-пункта магнитометра, введено устройство ус- 15 тановки и стабилизации нуль-пункта феррозонда, для чего выход усилителя переменного тока через фазовраща Е тель со сдвигом фазы на -- соеди2 нен с одной из обмоток, например автокомпенсационной, ферроэонда. Измерительная обмотка феррозонда, полосовой фильтр, усилитель переменного тока, фазовращатель и автокомпенсационная обмотка образуют. цепь отрицательной обратной связи по ЭДС, пропорциональные напряженности измеряемого поля и второй гармонике тока возбуждения (1). 30

Недостатком этого устройства и стабилизации нуль-пункта является то, что цепь отрицательной обратной Связи, примененная в магнитометре, не обладает избирательностью, а компенсирует составляющие ЭДС измерительной обмотки феррозонда на глубину отрицательной обратной связи. Поэтому отношение составляющих ЭДС (отношение сигнал/помеха) и следовательно, стабильность нуль-пункта феррозонда не улучшаются.

Известно также устройство в котором на полуэлементах феррозонда размещены дополнительные обмотки, которые по отношению к измерительной обмотке включены последовательно-встречно. Дополнительные обмотки полуэлементов феррозонда подключены ко входу цепи, состоящей из последовательно соединенных фазовращателя и делителя напряжения, выход которого включен последовательно с измерительной обмоткой феррозонда.

Недостатками этого устройства установки и стабилизации нуль-пункта является то, что при изменении параметров феррозонда, фазовращателя, делителя напряжения, например от температуры, частоты и форлы поля воз813335 буждения, нарушается взаимная компенсация ЭДС измерительной обмотки феррозонда и напряжения делителя, пропорциональной второй гармонике тока возбуждения, на входе избирательного усилителя. Возникающая разность ЭДС измерительной обмотки и напряжения делителя вызывает смещение нуль-пункта феррозонда и магнитометра. Кратичность нуль-пункта к параметрам ферроэонда и устройства установки и стабилизации нуль-пункта приводит к необходимости индивидуальной настройки устройства установки и стабилизации нуль-пункта, что ухудшает серийнопригодность и ремонтоспособность магнитометра. 15

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в магнитометре, содержащий генератор тока, выход которого соединен со входом 20 феррозонда, два полуэлемента которого снабжены двумя последовательновстречно включенными дополнительными обмотками, соединенными со входом фаэовращателя, и последовательно соеди- ъ5 ненные первый избирательный усилитель, .синхронный детектор, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тока и регистрирующий блок, дополнительно введены подключенные к выходу фаэовращателя второй избирательный усилитель и преобразователь напряжения в ток, выход которого соединен со входом феррозонда, а вы.ход последнего подключен ко входу первого избирательного усилителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема магнитометра, на фиг. 2 принципиальная электрическая схема устройства установки и стабилизации нуль-пункта. 40

Схема содержит генератор 1 тока, соединенный с обмоткой 2 возбуждения . феррозонда, измерительная обмотка которого подключена ко входу избирательного усилителя б, подключенного к 45 синхронному детектору 7, связанного с генератором 1 тока и регистрирующим блоком 8. Дополнительные обмотки полуэлементов 9 и 10 феррозонда соединенные последовательно-встречно, включены по трехточечной схеме с фазовращателем 3, выполненным на резисторе 11 и конденсаторе 12. Нагрузкой фаэовращателя 3 является вход второго иэбирательного усилителя 4, выход которого через преобразователь .5 напряжения в ток в виде резистора

5 подключен к обмотке возбуждения ферроэонда 2.

Устройство работает следующим образом. 60

Генератор 1 тока, феррозонд 2, избирательный усилитель 6, синхронный детектор 7 и регистрирующий блок 8 представляют собой схему феррозондо- ого магнитометра. При работе схемы. генератор 1 тока создает волну поля возбуждения в обмотке феррозонде 2, в результате чего в измерительной обмотке феррозонда появляется ЭДС, пропорциональная второй гармонике то,ка возбуждения и вызывающая смещение и нестабильность нуль-пункта феррозонда и магнитометра. Одновременно на концах дополнительных обмоток, сое-. диненных последовательно-встречно, появляется ЭДС, пропорциональная также второй гармонике тока возбуждения феррозонда. Фазовращатель 3, второй избирательный усилитель 4 и преобразователь 5 напряжения в ток преобразовывают ЭДС в ток, который складывается с током возбуждения в обмотке 2 возбуждения феррозонда. Для компенсации второй гармоники тока возбуждения в феррозонде необходимо, чтобы сдвиг фаз между второй гармоникой тока возбуждения и током второй гармоники преобразователя 5 напряжения в ток составил — .В . Вторая гармоника тока возбуждения преобраэовывается в дополнительных обмотках ферроэонда в ЭДС, фаза которой сдвинута на — относительно фазы второй гармоfL

2 ники тока возбуждения. Роль фазирующего устройства выполняет фазовращатель 3, фаза которого устанавливается равной — относительно фазы ЭДС до2 полнительных обмоток. Напряжение на выходе фазовращателя 3 и ток преобразователя 5 напряжения в ток оказываются сдвинутыми по фазе относительно второй гармоники тока возбуждения на величину †.1Г. При этом образуется цепь отрицательной обратной связи по второй гармонике тока возбуждения, состоящая из дополнительных обмоток 2 ферроэонда, фазовращателя 3, второго избирательного усилителя 4, преобразователя 5 напряжения в ток. В этом случае ток преобразователя напряжения в ток 5 является током отрицательной обратной связи по второй гармонике тока возбуждения феррозонда. Вторая гармоника тока возбуждения феррозонда компенсируется током отрицательной обратной связи, величина которого автоматически регулируется пр величине тока рассогласования.

В результате действия отрицательной обратной связи в измерительной обмотке феррозонда устанавливается

ЭДС, пропорциональная току рассогласования, величина и нестабильность которой определяют величину и нестабильность нуль-пункта феррозонда и магнитометра. При изменении параметров феррозонда, устройства установки и стабилизации нуль-пункта меняется ток рассогласования. Чем выше стабильность параметров ферроэонда, устройства установки и стабилизации нуль-пункта, тем меньше изменения то813335

Формула изобретения фиг. 1 фиг,2

ВНИИПИ Заказ 767/57 ТиРаж 732 ПоДписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 ка рассогласоцания и,. следовательно, нуль-пункта. Введение отрицательной обратной связи в устройство установки и стабилизации нуль-пункта позволяет уменьшить эти изменения на глубину отрицательной обратной связи.

При серийном производстве и ремон те предлагаемого магнитометра установка и стабилизация нуль-пункта ферроэонда осуществляется автоматически, поэтому отпадает операция индивидуальной настройки устройства установки и стабилизации нуль-пункта феррозонда, такое выполнение устройства установки и стабилизации нуль-пункта феррозонда повышает стабильность .нуль-пункта, точность измерения варна-l5 ций напряженности магнитного поля, серийнопригодность и ремонтоспособность магнитометра.

Феррозондовый магнитометр, содержащий генератор тока, выход которого соединен со входом феррозонда, два полуэлемента которого снабжены двумя последовательно-встречно включенными доподнительными обмотками, соединенными со входом фазовращателя, и последовательно соединенные первый избирательный усилитель, синхронный детектор, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора тока и регистрирующий блок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений в него дополнительно введены подключенные к выходу фазовращателя второй избирательный усилитель и преобразователь напряжения в ток, выход которого соединен со входом ферроэонда, а выход последнего подключен ко входу первого .избирательного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 308391, кл. G 01 R 33/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 561159, кл. 6 01 К 33/02, 1975.