Феррозондовый магнитометр Советский патент 1992 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг,1 изображена структурная схема феррозондового магнитометра; на фиг.2 - эпюры напряжений в основных точках схемы,

Феррозондовый магнитометр (фиг.1) содержит три феррозонда (ФЗ) 1-3, каждый из которых состоит из сердечника 4-6, обмотки возбуждения 7-9 и выходной обмотки 10-12,усилительно-преобразовательный канал 13, состоящий из усилителя переменного тока 14, фазового детектора 15, усилителя постоянного тока (УПТ) 16 и блока обратной Связи 17, регистрирующий прибор 18, генератор 19, коммутатор 20, три канала возбуждения 21-23 феррозондов и блок управления 24.

Выходные обмотки 10-12 феррозондов 1-3 соединены последовательно, конец обмотки 12 подключен к общему проводу, а начало обмотки 10 связано с входом усйл и- теля переменного тока 14 усилительно-преобразовательного канала 13. Выход усилителя 14 соединен с входом фазового детектора 15, выход которого подключен к входу усилителя постоянного тока 16. Выход последнего связан с информационным входом регистрирующего прибора 18 и блоком обратной связи 17. Выход последнего подключен к концу обмотки 10. Один ихвыходов генератора 19 соединен с входом коммутации фазового детектора 15, другой выход генератора подключен к входу коммутатора 20 Выходы коммутатора 20 соединены с входами каналов возбуждения 21-23, выходы которых подключены к обмоткам возбуждения 7-9 феррозондов 1-3 Выход блока управления 24 соединен с управляющими входами коммутатора 20 и устройства регистрации 18

(Л

С

Э

ел ю

ю

Устройство работает следующим образом.

Генератор 19 вырабатывает напряжение частотой fs (рис. 2а), которое через коммутатор 20 поступает поочередно на входы каналов возбуждения 21-23. При этом на отрезке времени () оно воздействует на КВх, (t3-t2) -КВУ: (t4-ta) - KBZ; (ts-t-i) - КВХ и т.д. (рис. 2 б,в.г). Указанные временные интервалы формируются блоком управления 24, который управляет работой коммутатора 20, Напряжение частотой fa. пройдя через соответствующий канал возбуждения, возбуждает поочередно феррозонды. В каждый момент времени в возбужденном состоянии находится всегда один из феррозондов (ФЗХ. ФЗУ. 03Z).

Измеряемое магнитное поле напряженностью Но, воздействуя одновременно на три феррозонда, вызывает появление напряжения частотой 2fs (фиг.2а) на выходной обмотке того ФЗ, на обмотку возбуждения которого в данное время подано напряжение (фиг.2б,в,г). Поскольку выходные обмотки ФЗ включены последовательно, на вход усилителя переменного тока 14 на интервале (t2-ti) поступает напряжение частотой , амплитуда которого определяется составляющей Нх поля Н0. на интервале (т,з ta) - Ну, на интервале (t/j-to) - Hz и т.д. Далее напряжение, усиленное усилителем 14, детектируется фазовым детектором 15. Дальнейшее усиление происходит на постоянном токе в УПТ 16. С выхода последнего напряжение, пропорциональное соответствующей составляющей магнитного поля Но, поступает в регистрирующий прибор 18 и с помощью блока обратной связи 17 создает ток обратной связи в выходных обмотках ФЗ. При этом в возбужденном в данный момент феррозонде создается магнитное поле, компенсирующее соответствующую составляющую измеряемого внешнего магнитного поля Н0.

После окончания переходного процесса (t i,t2.t3,), вызванного переключением обмоток возбуждения и воздействием поля Н0 на феррозонды, регистрирующий прибор 18 по сигналам блока управления 24 фиксирует установившиеся значения напряжения на выходе усилительно-преобразовательного

канала 13, пропорциональные соответствующим составляющим поля Н0 (Нх, Ну, Н2) (фиг.2д).

Формула изобретения Феррозондовый магнитометр, содержащий три феррозонда с взаимно ортогональными магнитными осями, состоящие каждый из сердечника, обмотки возбуждения, соединенной с соответствующим блоком возбуждения, и выходной обмотки,

последовательно соединенные усилитель переменного тока, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и регистрирующий прибор, своим входом соединенный с блоком обратной связи, и генератор, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные блок управления и коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора, выходы коммутатора соединены с входом соответствующего блока возбуждения, выход блока управления подключен к управляющим входам коммутатора и второму входу регистрирующего прибора, а входной зажим выходной обмотки первого феррозонда подключен к входу усилителя переменного тока и выходу блока обратной связи, выходной зажим выходной обмотки первого феррозонда соединен с входным зажимом выходной обмотки второго феррозонда, выходной зажим которой соединен с входным зажимом выходной обмотки третьего феррозонда, выходной зажим которой подключен к общему проводу.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов. Цель изобретения - повышение точности феррозондового магнитометра. Поставленная цель достигается тем, что феррозондовый магнитометр, содержащий три феррозонда 1,2,3, магнитные оси которых взаимно ортогональны и каждый из которых состоит из сердечника 4,5,6, обмотки возбуждения 7,8.9 и выходной обмотки 10,11,12, усилительно-преобразовательный канал 13, состоящий из усилителя 14 переменного тока, фазового детектора 15, усилителя 16 постоянного тока и блока 17 обратной связи, а также регистрирующий прибор 18, генератор 19 и три канала возбуждения отдельных феррозондов, введены коммутатор 20 и блок управления 24. 2 ил.

tt

а 5 0

г 3