УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГОПОЛЯ Советский патент 1967 года по МПК G01V3/40 G01R33/00 

Известны устройства для измерения вариаций геомагнитного поля, содержащие магнитостатические датчики с железными стержнями, близко расположенными по обеим сторонам магнитной системы.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что длина магнита-индикатора в 5 л раз меньше расстояния от стержня до центра магнита-индикатора, где ,5; 2; 2,5.

Это позволяет значительно повысить чувствительность устройства и расширить полосу пропускания при сохранении добротности системы большей или равной 2-10.

На фиг. 1 представлен узел магнитостатического датчика с лермаллоевым стержнем; на фиг. 2 - принципиальная схема фотоэлектрического усилителя; на фиг. 3 - блок-схема устройства для измерения вариаций магнитного поля.

Магпитостатический датчик имеет корпус /, в котором помешена вставка 2 с закрепленной на ней растяжкой 5 и магнитом-индикатором 4, выполненным в виде пластинки из высококоэрцитивного сплава (висмутид марганца). Для еатяжения нити применена пружина 5, упругость которой регулируется гайкой (5.

Корпус датчика фиксируется в установочной обойме 10 зажимным хомутиком 2/. Обойма закреплена на основании колец Гельмгольца J2. Сзади, по центру колец, расположен нермаллоевый стержень М, который может неремещаться с помощью микрометрического винта 13.

Магнит-индикатор со .стержнем размещен в кольцах Гельмгольца /2, включенных последовательно с нагрузкой 15 лампы 16 фотоэлектрического усилителя. Шунтирование последовательно включенных колец Гельмгольца 12 и нагрузки /5 конденсатором /7 позволяет получить необходилпЮ частотную характеристику системы с «завалом на низких частотах.

Устройство работает следующим образом. Зеркальная поверхность магнита-индикатора датчика /S освещается источником света /9.

Отраженный луч попадает на фотоэлектронный усилитель 20, ток которого пропорционален углу поворота магнита-индикатора. Усиленные колебания записываются регистратором 22. Пульт управления 2/ содержит цепь

24 градуировки и компенсации. Датчик охвачен частотнозависимой обратной связью 23. Вблизи датчика располагается стержень (или два стерншя).

составляющей магнитного поля Яо / направленной вдоль его оси.

Величина намагниченности его / определяется как произведение / х , где % - магнитная восприимчивость стержня.

Если стержень намагничен однородно вдоль оси, то на его концах -образуются магнитные массы m / S, где 5 - площадь поперечного сечения стержня.

Напряженность магнитного поля Я в точке расположения магнита-индикатора на расстоянии R от стержня можно определить по формуле

Н -

(R + 0 R

где / - длина стержня. поэтому

-

Яо,

R

X - восприимчивость магде X

1+х териала; Л - коэффициент размагничивания.

Еслих-Л 1,тох - и Если принять ,0 см, /1 25,0 см, ,09 и / 1,0 см, то получим Я 10-Яо, т. е. напряженность поля на расстоянии У 1 см от стержня увеличится в десять раз, а следовательно, в десять раз увеличится и

чувствительность системы при сохранении прежнего уровня шумов.

Можно также использовать конструкции с двумя пермаллоевыми стержнями, расположенными с двух сторон мапнита-индикатора. В этом случае зеркальную поверхность необходимо располагать на торцовой стороне магнита (на полюсе /V или S). Корпус датчика должен быть повернут относительно магнита-индикатора на 90. Для уменьшения расстояния от стержней до магнита-индикатора в корпусе датчика напротив магнита-индикатора (со сторон, перпендикулярных оси ) закрепляются специальные

пробки из пермаллоя, вплотную к которым устанавливаются стержни. Такая конструкция позволяет увеличить напряженность поля в объеме магнита-индикатора, но сложна для исполнения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения вариаций магнитного поля, содержащее магнитостатнческий

датчик с магнитомягким стержнем вблизи магнита-индикатора, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы пропускания и повышения чувствительности, длина магнитаиндикатора в 5 л раз меньше расстояния от

стержня до центра магнита-индикатора, где и 1,5; 2; 2,5.

/т

2

. il..i.

г;

//

20

., L

j