Устройство для измерения слабой остаточной намагниченности образцов Советский патент 1984 года по МПК G01R33/12 

N9

1

д ;о Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при исследованиямх магнитных свойств слабомагннтных образцов горных пород в nacTHocTii для измерения остаточной намагниченности. Известно устройство, содержащее задающий генератор, ферозонд, с обмоткой компенсацииэ охваченный цепью частотно независимой отрицательной обратной связи, усилитель, синхронны детектор, фильтр верхних частот к низкочастотный регистратор. 1 . Это устройство обладает недостаточной точностью при измерении елабой остаточной намагниченности вслед ствие воздействия помех неполевого характера. При введении отрицательно обратной связи по постоянной составляющей сигнала с помощг ю компенсадионной обмотки феррозонда происходит компенсация постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей в области ферразонда. В результате на выходе феррозонда постоянное шш медленно изменяюа,ееся напряжение второй гармоники равно нулю. При воздействии помеХ неполевого характера, например небаланса феррозонда четных гармоник в напряжении возбуждения задающего генератора, появляющееся напряжение второй гармоники на выходе феррозонда также компенсируется с пoмoп ью тока обратной связи путем создания в компенсационной обмотке добавочного магнитного поля В результате воздействия этого поля на образец, происходит намагничивание образца, что приводит к уменьшению точности измерения слабой остаточной намагниченности. Известно также устройство, которо содер}кит последовательно соединенные задающий генератор, феррозонд,. помещенный в магнитный экран, предварительный полосовой усилитель, усялительно-преобразовательную цепь, состоящую из усилителя и синхронного детЕктора и фазочувствктельный низко частотнлй регистратор, состоящий из усш7ителя низкой частоты, фазового детектора, измерительного прибора и генератора опорного напргахения 2J . Однако известное устройство обладает недостаточной помехоустойчивостьа от воздействия физических ве личин, создающих постоянное или медленно изменяющееся напряжение второй гармоники на выходе феррозонда, вследствие перегрузки этим напряжением, усилительно-преобразовательной цепи, Целью изобретения является ПОВЬЕшение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее феррозонд в магнитном экране, соединенный с задающим генератором, подключенньш к феррозонду предварительный полосовой усилитель и последовательно соединенные усилительнопреобразовательный блок и низкочастотный регистратор при этом второй вход усилительно-преобразовательного блока соединен с выходом задающего генератора, дополнительно введен преобразователь модуля1щи, один вход которого соединен с выходом предварительно полосового усилителя, второй вход соединен с выходом задающего генератора, третий вход - с вторым выходом усилительно-преобразовательного блока, а выход с входом усилительно-преобразовательного блока « На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство состоит из последовательно соединенных задающего генератора 1, феррозонда 2 в магнитном экране, предварительного полосового усилителя 3, преобразователя 4 модуляции, усилительно-преобразовательного блока 5, низкочастотного регистратора 6, Второй вход преобразователя 4 модуляции соединен с задающим генератором 1, третий вход - с вторым выходом усилительно-преобразовательного блока 5, второй вход которого соединен с задающим генератором. Устройство работает следуюнгим образом. Феррозонд 2 возбуждается от задающего генератора 1. Образец, имеющий определенный вектор намагниченности, который необходимо измерить, вращается с помощью двигателя (не показан) относительно феррозонда 2 с низкой частотой. Вращающийся вектор намагниченности создает переменное низкочастотное магнитное поле. В результате напряжение второй гармоники на выходе феррозонда 2 промодулиро- вано по амплитуде с частотой вращения образца. Амплитуда и фаза огибающей определяются соответственно модулем вектора намагниченности и его направлением относительно феррозонда 2. В предварительном полосовом усили теле 3 производится усиление и фкпьт рация амплитудно-модулированного сигнала на частоте второй гармоники, С выхода предварительного полосового усилителя 3 сигнал поступает на преобразователь 4 модуляции, на который поступают также напряженна удвоенной частоты с задающего генератора 1 и напряжение отрицательной обратной связи с выхода усилительно-преобразовательного блока 5. В преобразователе 4 модуляции из напряжения удвоенной частоты, поступающего из задающего генератора 1, формируется напряжение второй гармоники, равное по. амплитуде напряжению несущей на выходе предварительного полосового усилителя 3, но противоположное по фазе. Регулировка по амплитуде сформованного напряжения второй гармоники осуществляется автоматически с помощью напряжения отрицательной обрат ной связи, поступающего со второго выхода усилительно-преобразовательного блока 5, Напряжение отрицательной обратной связи, например, постоянная составляющая на выходе синхронного детектора усилительно-преобразовательного- блока 5, пропорцио(нально величине напряжения несущей на выходе усилительно-преобразовательного блока 5 и изменяет амплитуд сфорьтрованного напряжения второй гармоники в преобразователе 4 модуляции до величины, равной амплитуде несущей на выходе предварительного полосового усилителя 3. Сформированное напряжение второй гармоники суммируется Б противофазе с амппитудномодулированньгм сигналом. В результате действия отрицательной обратной свяэн по несущей происходит ее подавление, и амплитудно-модулированный сигнал преобразуется в балансно™ модулированный на выходе преобразователя 4 модуляции. Этот сигнал затем усиливается и детектируется по второй гармонике усилительно-преобразовательного блока 5. Усилительно-преобразовательный блок 5 не перегру-жается напряжением несущей, поэтому коэффициент усиления усилительно-преобразовательного блока 5 можно увеличить и обеспечить усиление сигнала практически полностью на частоте второй гармоники. Переменная низкочастотная составляющая напряжения на выходе синхронного детектора усилительно-преобразовательного блока; 5, пропорциональная намагниченности образца, поступает на фазочувствительный низкочастотный регистратор 6, где осуществляется детектирование и регистрация напряжения низкой частоты. Повышение помехоустойчивости устройства достигается вследствие того, что усилительно-преобразовательная цепь не перегружается напряжением несущей. Компенсация напряже ния несущей происходит без создания дополнительных магнитных полей в области феррозонда и образца, что исключает создание наведенной намагниченности образца в случае воздействия помех неполевого характера. В результате уменьшается погрешность измерения слабой остаточной намагниченности образцов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЛАБОЙ ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТ ОБРАЗЦОВ, содержащее феррозонд в маг- нитном экране, соединенный с задающим генератором, подключенньй к феррозонду предварительный полосовой усилитель и последовательно соединенные усилительно-преобразовательный блок и низкочастотный регистраторjпри дтом второй вход усилительно-преобразовательного блока соединен с выходом задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введен преобразователь модуляции, один вход которого соединен с выходом предварительного полосового усилителя, второй вход соединен с выходом задающего гегтератора, третий вход - с вторым выходом усилительно(Л преобразовательного блока, a выход с входом усилительно-преобразовательного блока.