Устройство для приема вертикальной компоненты магнитного поля Советский патент 1984 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измерите ной технике и предназначено для при ма вертикальной магнитной компонент электромагнитного поля. Известно устройство для приема компоненты электромагнитного поля, содержащее ферромагнитный сердечник и обмотку l . Однако в таком устройстве могут возникать паразитные токи иэ-за несимметрии частей антенны относитель но окр жающих предметов что привод к возникновению антенного эффекта и как следствие, снижениюточности из мерений. Известно также устройство для пр ема компоненты магнитного поля, содержащее вертикально расположенный ферромагнитный сердечник, на которо намотаны первая и вторая обмотки, а также первый и второй согласующие дифференциальные усилители и суммиру щий усилитель tJ23 . Однако в данном устройстве из-за перемещения концов обмоток, а также из-за изменения площадей паразитных боковых витков точность компенсгщии напряжений, возникгиоитх 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 вертикал ной магнитной 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, последний снабжен отверстиями в боковых стенках для выводов первой и второй обмоток с одинаковыми глубинами, причем оси отверстий совпадают с продольными осями симметрии входных клемм согласующих усилителей, параллельны друг другу и лежат в одной плоскости, а диаметры отверстий выбираиотся из соотношенияD 6 у nd где S заданная точность устройства;d - диаметр провода; D - диаметр отверстий; п - количество витков обмотки; у - коэффициент пропорциональности , На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 конструкция устройства; на фиг. 3 электрическая схема намотки; на фиг. 4 - конструктивная схема намотки обмоток на сердечник. Устройство содержит (фиг. 1 и 2) вертикально расположенный ферромагнити ный сердечник 1, на котором намотаны первая 2 и вторая 3 обмотки, выводы 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 б, кроме того сердечник, и обмотки расположены в корпусе 7, а сам корпус в подставке 8, Выходом устройства является выхол усилителя 6. Устройство работает следующим образом. Пусть плоская электромагнитная волна с напряженностью Н воздействует на ферромагнитный сердечник 1 с об мотками 2 и 3 (фиг. 3 и 4), представляющие собой ферритовую антенну,размеры малы по сравнению с длиной волны. При этом для достижения заданной точности необходимо, чтобы при изготовлении«устройства длина намотки для двух обмоток была одинакова, т.е. i Ig .Диеметры отверстий в корпусе выбираются из формулы D 6ynd, где п - количество витков обмотки; 8 - заданная точность устройства; d - диаметр провода; У - коэффициент щзопорциональности;D - диаметр отверстий. Для пояснения выбора диаметра отверстия обратимся к 1«г. 4, согласно которой ошибка устройства определяет-, ся следующим выргикением 8 .-§.....§..,„ где 5 - площадь бокового витка при произвольном положении выводов Обмоток;. Sg - площадь бокового витка при строго параллельном положении вывЪдов обмоток. Выразим S и SQ через диаметр отерстия D, диаметр провода d и колиество витков п. в соответствии с фиг. 4 8. .Ш..Ш . ..i. ,,, Если IQ представить как произведеие nd, Ij - как IQ -ь5, где у оэффициент пропорциональности, тога формула (2)может быть представлеа в следующем виде; nd + -у- - nd D -. - па --i nd- --J Отсюда можем получить D 8ynd

Ошибка согласно формулы (1) определяет точность устройства. Суммирующий усилитель б предназначен для подавления одноименных сигналов, возникающих на выходе усилителей 4 и 5. Дифференциальные усилители обладают достаточно высоким подавлением синфазной помехи только в том случае, если на обоих входах усилителя овеспечивается одинаковость сигнала с высокой точностью. Если это условие не Ю выполняется, максимальное подавление синфазных сигналов не происходит. Таким образом, если обратиться к формуле (4), то можно утверждать, что при заданных S, п и J диаметр D получа- 15 ется вполне определенный. Так, например, для заданных п 2,0, и 0,001 и у « 55 получаем D - l,ld.

Не менее важно, чтобы п п (фиг. 3). Это достигается тем, что . 20 отверстий, через которые проходят выводы обмоток, выбирается равной в обоих обмотках. Кроки того, оси отверстий совпадают с продольными осями симметрии входных клемм согласую- 25 щих усилителей, они параллельны друг другу и лежат в одной плоскости. Эти условия выполняются путем закрепления согласующих усилителей винтa в, которые ввора ивгаотся в корпус. Та- д КИМ образом, положение усилителей фиксируется относительно обмоток.

Все эти конструктивные меры позволяют выполнить условия П;, 1, ,

ot 0-. В этом случае

Кроме того, два других возниКающих нащэяжения е и е также могут быть равны между собой, так кдк диаметр провода для двух обмоток одинаков, намотка ведется виток к витку длины и 1,, равны между собой, аначит число витков в одной и в другой обмотках одинаково. Из этого можни записать:.-.

/е,/ - /4/Результирующие напряжения-.е и ер2 подают на сум1«рующий усилитель, расположенный на отдельной части антенны (подставке), в котсчрую вставляется корпус.

Суммирую:1(Ий усилитель выполняет операцию

Uj - ер ,-ье, -е созк е ,

/I

так как , 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 точность.

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

Фиг.З

Сердечник Корпус Фиг.