Способ измерения индукции магнитного поля Советский патент 1990 года по МПК G01R33/05 

f

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при разработке магнитоизмерительных преобразователей постоянного и переменного магнитного поля, применяемых в геофизике. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 возбуждения, резистор 2, катушку 3 индуктивности, ферромагнитный сердечник 4, фазовый детектор 5, электронный регулятор 6, катушку 7 обратной связи, катушку 8 поля смещения, источник 9 тока поля смещения, индикатор 10. Способ предусматривает воздействие на сердечник постоянным магнитным полем до его насыщения. Величину индукции магнитного поля определяют по сдвигу фаз между сигналами возбуждения и резонанса. 2 ил.

Фиг.г

ON

СО 00 00

со

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при разработке магнитоизмерительных преобразователей постоянного и переменного магнитного поля, применяемых в гео- физике.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 показана зависимость частоты механического резонанса ферромагнетика от магнитной индукции, возникающего вследствие Е-зффекта (изменение модуля Юнга под действием магнитного поля), где Bs - индукция насыщения ферромагнети- ка; Вхсм - магнитное поле смещения; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего способ.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: генератор 1 возбуждения; резистор 2; катушка 3 индуктивности; ферромагнит- ный сердечник 4; фазовый детектор 5; электронный регулятор 6; катушка 7 обратной связи-, катушка В поля смещения; источник 9 тока поля смещения; индикатор 10.

Изменение модуля Юнга вызывает изме- нение скорости распространения звуковой волны в ферромагнетике и, следовательно, изменение частоты механического резонанса. До индукции насыщения (фиг. 1) зависимость резонансной частоты отмагнитного поля линейна по крайней мере для аморфных сплавов типа железо-кремний-бор. В области технического насыщения эта зависимость становится нелинейной, но имеется участок с достаточно высокой положительной крутизной (крутизна положительна, если увеличение поля вызывает увеличение частоты резонанса). Подавая поле смещения, можно вывести ферромагнетик на . участок с наивысшей положительной крутизной. При этом нулевой сдвиг фаз соответствует индукции поля смещения.

Источник 9 (фиг. 2) с помощью катушки 8 создает магнитное поле смещения, превышающее индукцию насыщения ферромагнитного сердечника и соответствующее участку с положительной крутизной (фиг. 1).

Генератор 1 (фиг. 2) возбуждает ферромагнетик (сердечник 4) на частоте его механического резонанса с помощью катушки 3 через развязывающий резистор 2. Сигнал резонанса с катушки 3 и сигнал возбуждения от генератора 1 поступают на фазовый детектор 5. При отличии измеряемого поля от индукции поля смещения между сигналом возбуждения и сигналом резонанса появляется разность фаз. вызывающая на выходе фазового детектора напряжение, пропорциональное величине сдвига фаз и по знаку указывающее на опережение или отставание по фазе сигнала резонанса по отношению к сигналу возбуждения генератора 1. Выход фазового детектора соединен с входом электронного регулятора 6, осуществляющим отрицательную обратную связь по магнитному полю при помощи катушек обратной связи. Любое отклонение индукции магнитного поля от индукции поля смещения вызывает сдвиг фаз между сигналом возбуждения и сигналом резонанса, который компенсируется действием отрицатель ной обратной связи. Величина выходного сигнала электронного регулятора пропорциональна величине индукции измеряемого поля, а полярность выходного сигнала соответствует направлению измеряемого поля.

Формула изобретения Способ измерения индукции магнитного поля, основанный на воздействии на сердечник возбуждающего магнитного поля и изменении резонансной частоты.о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, на частоте механического резонанса воздействуют на сердечник постоянным магнитным полем до его насыщения, соответствующего положительной крутизне характеристики магнитное поле - частота механического резонанса, величину индукции магнитного поля определяют по сдвигу фаз между сигналами возбуждения и резонанса, а направление составляющей индукции - по знаку разности фаз.

8,

ШУ1/

В см

6к