УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЛАБОГО ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИНДУКЦИОННЫМ СПОСОБОМ Советский патент 1965 года по МПК G01V3/06 G01R33/02 

Основным недостатком индукционного метода измерений слабого переменного магнитного поля является снижение чувствительности датчика поля (рамки) с уменьшением частоты. Такой недостаток может быть устранен путем увеличения количества витков рамки, однако это приводит к увеличению габаритов прибора и усилению тепловых шумов датчика.

Известные способы снижения порога чувствительности датчиков являются малоэффективными. В целях снижения порога чувствительности индукционных датчиков, применяемых для измерения слабых магнитных полей, автор предлагает использовать двухконтурный полупроводниковый иараметрический усилитель, приемная рамка которого является одновременно источником усиливаемого напряжения и индуктивностью сигнального контура. При использовании такого устройства удается получить высокое отношение сигнал - шум на входе и, таким образом, выделить сигнал из собственных шумов рамки.

На чертеже приводится принципиальная схема предлагаемого устройства.

Датчиком напряженности переменного поля Я является рамка, представляюш,ая собой катушку индуктивности 14 гн, намотанную на ферритовом кольце. Электродвижущая сила, индуктированная в рамке, выделяется в контуре, образованном Lj и Ci, настроенном на частоту сигнала /с 75 гц. Этот контур является сигнальным контуром полупроводникового параметрического усилителя 1. Усилитель представляет собой систему двух колебательных контуров-сигналов -iCi и вспомогательного , связанных меладу собой нелинейной емкостью 2, изменяюш,ейся под воздействием напряжения UH с частотой

,3/с, вырабатываемого генератором накачки 3. Вспомогательный контур настроен на частоту /я + с, равную сумме частот сигнала /СИ генератора накачки /я. Он предназначен для выделения суммарного напряжения сигнала и накачки Ин + с- К вспомогательному контуру L.CZ через трансформатор 4 подключен усилитель промежуточной частоты 5 с фильтрами, обеспечиваюш.ими требуемое усиление и избирательность. За усилителем промежуточной частоты следует детектор 6, который выделяет усиленный сигнал, измеряемый прибором 7. Для нормальной работы параметрического усилителя / необходимо обеспечить высокий коэффициент

модуляции нелинейной емкости 2. В качестве такой емкости применена емкость Р-П-перехода полупроводникового диода (где Р-дырочная проводимость, П - электронная проводимость) . Такие емкости могут быть полууправляемых конденсаторов большой емкости.

Усиление сигнала в параметрическом усилителе 1 обеспечивается тем, что при подаче напряжения двух частот /с и яна нелинейной емкости 2 возникают комбинационные частоты /я + с и fn-c, амплитуда напряжения которых больше амплитуды входного сигнала. Полученное усиление пропорционально отношению частот /я+с//с

Например, цри усилении сигнала с частотой 100 гц частота генератора накачки 3 может быть выбрана любой, хотя бы равной 5000 гц. Тогда частота /я+с составит 5100 гц, а коэффициент усиления усилителя будет равен приблизительно 50.

Источником напряжения накачки может служить звуковой генератор ГЗ-4А. Напряжение на выходе усилителя измеряется ламповым вольтметром ВЗ-2А, а форма его кривой контролируется с помош,ью осциллографа С1-1 (ЭО-7). Предполагаемая величина уверенных измерений магнитных полей с помощью предлагаемого устройства э, т. е. на порядок меньше, чем в суш,ествуюш,ей аппаратуре.

Предмет изобретения

Устройство для измерения слабого переменного магнитного поля индукционным способом, отличающееся тем, что, с целью снижения порога чувствительности индуктивного датчика, в нем на вход измерительного устройства

включен двухконтурный полупроводниковый параметрический усилитель, для которого приемная рамка является одновременно источником усиливаемого напряжения и индуктивностью сигнального контура.