Устройство для измерения параметров магнитного поля Советский патент 1992 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к магнитным измерениям с помощью феррозондовых приборов и предназначено для измере- , кия напряженности магнитного поля и его линейного градиента с высокой точностью.

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров магнитного поля. ,

lla чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит дна феррозондовых сравнивающих блока (ФСБ) 1 и 2, блоки сложения 3 и вычитания 4, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП) 5 и 6, блок 7 регистрации, генератор 8 счетных импульсов, тактовы генератор 9, коммутатор 10, катушки обратной связи 11 и компенсации градиента 12.

ФСБ 1 и 2 разнесены на некоторое расстояние, являющееся базой измерений, причем их оси чувствительности коллинеарны. Катушки 11 и 12 состоят из двух секций каждая, при этом секции 11.1 и 12.1 размещешл вдоль оси чувствительности ФСБ 1, а секции 11. и 12.2 - соответственно ФСБ 2.

Выход ФСБ 1 подключен :: параллельно соединенным первым входам блокон сложения 3 и вычитания 4 к параллельно соединенным вторым входам которых подключен выход ФСБ 2. Выход блока 3 подключен к сигнальному входу АЦИ 5, цифровой выход которого подключен к первому входу блока 7 регистрации, а аналоговый выход - к катушкам 11 обратной связи.

0

5

0

0

5

пает на АЦП 5. При установке коммутатора 10 в положение а АЦП 5 преобразует входной сигнал о магнитном поле в двоичный код, который подается на блок 7 регистрации. С аналогового выхода АЦП 5 этот,сигнал поступает в катушки 11.1 и 11.2, осуществляя автоматическую компенсацию измеряемого поля в ФСБ 1 и 2. Изменение сигнала компенсации осуществляется до тех. пор, пока выходное напряжение с блока 3 не станет равно нулю, после чего поступление счетных импульсов с генератора 8 через коммутатор 10 прекра-- щается.

При установке коммутатора 10 в положение б, осуществляемой тактовым генератором 9, автоматическая компенсация магнитного поля прекращается. АЦП 5 запоминает сигнал о магнитном поле. Б катушках 11.1 и 11.2 протекает постоянный ток, который воспроизводит постоянное магнитное поле, измеренное в момент переключения коммутатора 10. При-установке последнего в положение б коэффициент преобразования каждого канала увеличивают на 2-3 порядка при коэффициентах передачи катушек 12.1 и 12.2, близких к нулю. В этом случае чувствительность предлагаемого устройства увеличивается также на 2-3 порядка,

Сигнал с вмхода блока /t, пропорциональный значению градиента магнитной индукции, поступает на АЦП 6, ко- торый преобразует его в двоичный код, поступающий на блок 7 регистрации, а с аналогового выхода АЦП б этот сиг-

Изобретение касается магнитных измерений с помощью феррозондовых приборов и предназначено для измерения напряженности магнитного поля к его линейного градиента с высокой точностью. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров магнитного поля. Устройство содержит два феррозондовых сравнивающих блока (ФСБ) 1, 2, оси чувствительности которых колли гарны, блок 3 сложения, блок 4 вычитания, два аиалого-цифро- вых преобразователя (А1Щ) 5, 6, блок 7 регистрации, генератор 8 счетных импульсов, тактовый генератор 9 коммутатор 10, катушки 11 обратной связи и катушки 12 компенсации градиента. ФСБ 1 и 2 разнесены на некоторое расстояние, являющееся базой измерений. Катушки 11 и 12 состоят на двух секций каждая, при этом секции 11.1. и 12.1 размещены ЕДОЛЬ осп чувствительности ФСБ 1, а секции 11.2 и 12.2 - соответственно ФСБ 2,. Выход ФСБ 1 подключен к параллельно соединенным первым входам блоков 3 и 4, к параллельно соединенным вторым пхо- дам которых подключен выход ФСБ 2. Выход блока 3 подключен к сигнальному входу АЦП 5, цифровой выход которого подключен к первому кходу блока 7 регистрации, а аналоговый выход.- к катушкам 11. Выход блока 4 подключен к сигнальному входу АЦП 6, цифровой выход KOTOpoi o подключен г второ-- му входу блока 7 регистрации, ri ана- л оговый выход - к катупжг.м 12, Выходы генераторов В и 9 подключены гоот- ветственпо к cигl aльнo ry и управляющему входа:- коммутатора 10, выходу которого подключены к счетным кходам АЦП 5 и 6 соответственно. Предложенная совокупность признаков позволяет повысить точность измерения градиента магнитного поля на 2-3 порядка но сравнению с прототипом. 1 ил. гг ел 1Г S . f: ь t ъп Oi) Wn4.

Выход блока 4 подключен к сигналь- 40 нал поступает во встречно включенные

is r m + tmtr-f r 1 О Л Ч О О -. -,„ .

ному входу А1Щ 6, цифровой выход которого подключен к второму входу блока 7 регистрации, а аналоговый выход- к катушкам 12 компенсации градиента.

Выходы генераторов 8 и 9 иодключе д ны соответственно к сигнальному и управляющему входам коммутатора 10, выходы которого подключены к счетным входам АЦП 5 и 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы с ФСБ 2, пропорциональные значениям проекций вектора магнитной индукции, воздействующей на соответствук ди.( ФСБ, постуня- кл на блоки сложения 3 и вычитания 4. Сигнал с выхода блока 3, пропорциональный значению суммы измеряемой магнитной индукции ФСБ 1 и 2, посту50

катушки 12.1 и 12.2 компенсации градиента магнитной индукции до тех пор пока выходное н.-шрпжшше с блока А не станет равно нулю, после чего поступление счетных импульсов с генератора 8 череп коммутатор 10 на вход АЦП 6 прекращается. Изменяя коэффициент преобразолашш катушок 12, можно измерять градиент магнитной индукции в широком диапазоне.

Использование феррочсндовмх сран- нивакх ичх блоков 1 и 2 в предлагаемом устройстве позволяет измерить приращение магнитной индукции на базе эти преобразовзтрж. й o i 1 -1C нТл ;ю де сятков тысяч на ноге сел, что пош-п;; - ет точность измерения параметров маг нитного поля, в частности градиента магнитной индукции п условиях Сильно

нал поступает во встречно включенные

is r m + tmtr-f r 1 О Л Ч О О -. -,„ .

катушки 12.1 и 12.2 компенсации градиента магнитной индукции до тех пор, пока выходное н.-шрпжшше с блока А не станет равно нулю, после чего поступление счетных импульсов с генератора 8 череп коммутатор 10 на вход АЦП 6 прекращается. Изменяя коэффициент преобразолашш катушок 12, можно измерять градиент магнитной индукции в широком диапазоне.

Использование феррочсндовмх сран- нивакх ичх блоков 1 и 2 в предлагаемом устройстве позволяет измерить приращение магнитной индукции на базе этих преобразовзтрж. й o i 1 -1C нТл ;ю десятков тысяч на ноге сел, что пош-п;; - ет точность измерения параметров магнитного поля, в частности градиента магнитной индукции п условиях Сильного однородного магнитного поля, на- , пример магнитного поли Земли, на 2- 3 порядка по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров магнитного поля, содержащее два феррозондовых сравнивающих блока, оси чувствительности которых колли- неарны, блок сложения, блок вычитания, -два аналого-цифровых преобразователя следг.дего типа, генератор счет ных импульсов, блок регистрации и две катугаки обратной связи, оси которых совпадают с осями чувствительности соответствующих феррозондоиых сравнивагацих блоков, выходы которых подклю- п тора, второй выход которого подключен

чены соответственно к первым и вторым входам блоков рложения и вычитания, причем выход блока вычитания подключен к сигнальному входу первого ана- лого-цифрового преобразователя, циф25

к счетному входу второго аналого-цнф- рово го преобразователя, при этом выход генератора счетных импульсов подключен к сигнальному входу коммутатора. .

ровоп выход которого подключен к первому входу блока регистрации, второй вход которого подключен к цифровому выходу второго анапого-цифрового преобразователя, аналоговый выход которого подключен к катушкам обратной связи, а вход - к выходу блока сложения , отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него -введены последовательно соединенные тактовый генератор и комму- . татор, а также две катушки компенсации градиента, размещенные соосмо с соответствующими катушками обратной связи и подключенные к аналоговому выходу первого аналого-цифрозого преобразователя, счетный вход которого подключен к первому выходу кот-мутатора, второй выход которого подключен

к счетному входу второго аналого-цнф- рово го преобразователя, при этом выход генератора счетных импульсов подключен к сигнальному входу коммутатора. .