Устройство для измерения магнитного поля Советский патент 1987 года по МПК G01R33/02 

1 13322382

Устройство относится к магнитомет-3,, второй выход генератора воз- рии и предназначено для измерениябуждения через формирователь 18 сое- магнитных шумов феррозондовых магнито- динен с управляющими входами первого метров без помещения феррозондов вЮ, второго 11 и третьего 12 счет- магнитный экран, а также для измере-ных триггеров, выход блока 6 дифферен- ния магнитного поля Земли и его ва-цирования соединен с вторыми входа- риацийоми третьего 7 и четвертого 8 компаЦелью изобретения является расши-раторов, первый, второй и третий вырение функциональных возможностейIQ ходы устройства соединены с выходами

устройства путем обеспечения контро-соответственно первого 13и второго 14 ля в процессе измерений уровня магнит- интеграторов и дифференциального

ного шума феррозонда.усилителя 17,

На фиг.1 изображена функционах(ь-Устройство для измерения магнитная схема устройства для измерения15 ного поля работает следующим образом, магнитного поля; на фиг,2 - схемаТок треугольной .формы с выхода феррозондасгенератора 1 тока поступает в первую

Устройство для измерения магнитно-19 и вторую 20 намагничивающие обмот- го поля содержит последовательно со-ки феррозонда 2, в котором находится единенные генератор 1 возбуждения,20 двухслойный магнитный сердечник 22, феррозонд 2, предусилитель 3, первый слои которого имеют различные значе- 4 и второй 5 компараторы, блок 6 диф-™я коэрцитивной силы С измеритель- ференцирования, третий 7 и четвертый™й обмотки 21 феррозонда 2 импульсы 8 компараторы, элемент ИЛИ 9, первыйперемагничивания магнитных слоев пос- 10, второй 11 и третий 12 счет11ые :25 тупают на вход предварительного уси- триггеры, первый 13 и второй 14 ин-лителя 3, а с его выхода поступают теграторы, первый 15 и второй 16 ре-на входы первого 4 и второго 5 компа- зисторы, дифференциальный усилительраторов. Назначение этих компарато- 17 и формирователь 18 импульсов сбро-РОВ - выработка импульсов Строб 1 са, причем феррозонд 2 состоит из30 и Строб 2, предназначенных для по- первой 19 и второй 20 обмоток, изме-вышения помехоустойчивости третьего рительной обмотки 21 и сердечника 22,7 и четвертого 8 компараторов, кото- - расположенного в первой обмотке 19,рые формируют короткие импульсы, со- измерительная обмотка 21 охвааъшаетответствующие вершинам импульсов пе- первую 19 и вторую 20 обмотки, первые35 ремагничивания. Для выполнения этой отводы которых соединены, а вторыефункции импульсы ЭДС с измерительной отводы являются входом феррозонда 2,обмотки 21 феррозонда 2 дифференциру-, выходом которого являются отводы из-ются в блоке 6, с выхода которого . мерительной обмотки 21. При этом входпродифференцированные импульсы посту- второго компаратора 5 соединен с вхо-40 пают на сигнальные входы третьего 7 дом первого компаратора 4 и входом .. и четвертого 8 компараторов, которые блока 6 дифференцирования 5 выходы стробируются импульсами Строб 1 и первого 4 и второго 5 компараторов Строб 2 соответственно. Третий ком- через соответствующие третий 7 и чет-паратор 7 формирует пары импульсов, -вертый 8 компараторы подключены, к45 появляющиеся в положительный полупе- первому и второму входам элементариод тока возбуждения, а четвертый ИЛИ 9, выход которого соединен с8 компаратор формирует пары импуль- входом второго 11 счетного триггера,сов, появляющиеся в отрицательный по- первый и второй выходы которого сое-лупериод тока возбуждения. С выходов динены с входами соответственно пер-50 третьего 7 и четвертого 8 компарато- вого 10 и третьего 12 счет:ных тригге-. ров пары импзшьсов поступают на эле- ров, первый и второй выходы которыхмент ИЛИ 9, с выхода которого импуль- через соответствующие первый 13 исы поступают на вход второго 11 счет- второй 14 интеграторы соединены со-ного триггера. Противополож ше выхо- ответственно с первым и вторым входа-gg ды второго И триггера.подключаются ми дифференциального усилителя 17,к входам первого 10 и третьего 12 которые через соответствующие первыйсчетных триггеров, которые формируют .15 и второй-16 резисторы соединеныполупериоды, соответствующие времен- с входом предварительного усилителяным интервалёш между положительными

и отрицательными импульсами перемаг- ничивания слоев. С противоположных выходов первого 10 триггера потенциальные уровни подаются на входы первого 13 интегратора, а с аналогичных выходов третьего 12 триггера - на входы второго 14 интегратора о Вы- .ходные напряжения первого 13 и второго 14 интеграторов пропорциональны соотношению временных интервалов полупериодов, и в отсутствие внешнего поля эти напряжения равны уройню магнитного шума слоев.

. При наличии внешнего магнитного поля выходные напряжения интеграторов пропорциональны этому полю и уровню магнитного шума соответствующего слоя. Для выделения этого шума напряжения с выходов первого 13 и второго 14 интеграторов подаются на входы дифференциального усилителя 17. На выходе этого усилителя формируется усредненный уровень магнитного шума обоих магнитных слоев. С выходов первого 13 и второго 14 интеграторов через первый 15 и второй 16 резисторы обратной связи напряжение подается на вход предварительного усилителя 3. Обнуление трех счетных триггеров производится в каждом периоде сигналом с выхода формирователя 18. Частота возбуждения феррозонда регулируется в пределах 0,1- 1 кГцо В качестве сердечника феррозонда используется двухслойная цилиндрическая магнитная пленка. Коэрцитивная сила слоев порядка 1,5 и 10 Э соответственно

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитного поля, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения, феррозонд, предусилитель и первый компаратор, второй компаратор, интегратор и.дифференциальный усилитель.

10

15

20

25

30

35

40

45

мотка охватывает первую и вторую обмотки, первые отводы которых соединены, а вторые соединены с входом феррозонда, выход которого соединен с отводами измерительной обмотки, при этом вход второго компаратора соединен с входом первого компаратора отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля в процессе измерений уровня магнитного шума феррозонда, сердечник выполнен в виде двухслойного ферромагнитного элемента из различающихся между собой марок ферромагнитных материалов, и в устройство дополнительно введены блок дифференцирования, третий и четвертый компараторы, элемент ИЛИ, первый, второй и третий счетные триггеры, вто рой интегратор, первый и второй резис торы и формирователь импульсов сброса, при этом выходы первйго и второго компараторов через соответствующие третий и четвертый компараторы подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетного триггера, первый и второй выходы которого соеди нены с входами соответственно первого и третьего с:четных триггеров, первый и второй выходы которых через соответствуюш 1е первый и второй интеграторы соединенБ соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, которые через соответствующие первый и второй резисторы соединены с входом предварительного усилителя, второй выход генератора возбуждения через формирователь импульсов сброса соединен с управляющими входами первого, второго и третьего триггеров, выход пердварительного усилителя соединён с входом блока дифференцирования, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, первый, второй

причем феррозонд выполнен в виде пер- goи третий выходы устройства соединены

вой и второй обмоток, измерительнойс выходами соответственно первого

обмотки и сердечника, расположенногои второго интеграторов и дифференв первой обмотке, измерительная об-циального усилителя.

5

0

5

0

5

0

5

мотка охватывает первую и вторую обмотки, первые отводы которых соединены, а вторые соединены с входом феррозонда, выход которого соединен с отводами измерительной обмотки, при этом вход второго компаратора соединен с входом первого компаратора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля в процессе измерений уровня магнитного шума феррозонда, сердечник выполнен в виде двухслойного ферромагнитного элемента из различающихся между собой марок ферромагнитных материалов, и в устройство дополнительно введены блок дифференцирования, третий и четвертый компараторы, элемент ИЛИ, первый, второй и третий счетные триггеры, второй интегратор, первый и второй резисторы и формирователь импульсов сброса, при этом выходы первйго и второго компараторов через соответствующие третий и четвертый компараторы подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетного триггера, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого и третьего с:четных триггеров, первый и второй выходы которых через соответствуюш 1е первый и второй интеграторы соединенБ соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, которые через соответствующие первый и второй резисторы соединены с входом предварительного усилителя, второй выход генератора возбуждения через формирователь импульсов сброса соединен с управляющими входами первого, второго и третьего триггеров, выход пердварительного усилителя соединён с входом блока дифференцирования, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого компараторов, первый, второй

Фиг.г

Редактор АоВорович

Составитель МоБухаров Техред А.Кравчук

Заказ 3827/40 Тираж 730Подписное

ВНИИШ Государственно1 о комитета СССР

по делам изобретеьшй и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

,1

13

22

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к области магнитометрии и предназначено для измерения магнитных шумов феррозондо- вых магнитометров без помещения феррозондов в магнитный экран, а также для измерения магнитного поля Земли и его вариаций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля в процессе измерений уровня магнитного шума феррозонда. Для этого в устройство дополнительно введены блок 6 дифференцирования, компараторы 7 и 8, элемент ИЛИ 9, счетные триггеры 10,11 и 12, интегратор 14, резисторы 15 и 16 и формирователь 18 импульсов сброса. При этом сердечник выполнен в виде двухслойного ферромагнитного элемента из различных марок ферромагнитных материалов Устройство также содержит генератор 1, феррозонд 2, предусилитель 3, компараторы 4 и 5, дифференциальный усилитель 17„ Частота возбуждения феррозонда регулируется в пределах 0,1- 1 кГц о В качестве сердечника исполь- зуется двухслойная цилиндрическая магнитная пленка. Коэрцитивная сила слоев составляет 1,5 Э и 10 Э соот,ветственно. 2 ил. (Л оо со rsD ГчЭ СО оо