УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Советский патент 1969 года по МПК G01V3/10 G01R33/02 

Изобретение относится к устройствам для измерения напряженности магнитного поля (феррозондовым магнитометрам), позволяюШ.пм проводить измерения напряжениосги магнитного поля не только в стационарных условмя.х, но и с подвижных платформ.

Известные устройства такого типа содержат чувств1Г1-ельньп1 э.темент в виде феррозонда, генератор возбуждения, усилителы опреобразовательную схему.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что феррозонд размещен во вращающейся короткозамкнутой рамке так, что продольная ось феррозонда перпеидпкулярна оси вращения рамки, дополнительно модулирующей вблизи феррозонда измеряемое магнитное поле. Между усилительно-иреобразовательной схелюй и регистратором включена дополнительная усилительно-преобразовательная схема для выделения сигнала с частотой лТополнительиой модуляции.

Это значительно повыщает чувствительность устройства и точность измерений.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, где 1 - феррозонд (чувствительный элемент), 2 - генератор возбуждения и 3 - усилительно-преобразовательная схема УПС (нзбирательиый усилитель и синхронный детектор) образуют известную схему феррозондового магнитометра - устройства

для измерения напряженности маппггного поля.

Генератор 2 возбуждает феррозонд / переменным током звуковой частоты (1 -10 кгц).

Сигнал второй гармоники, пропорциональный измеряемому полю, усиливается и детекти1)уется с помощью УПС 3.

Для стабилизации коэффициента передачи система (на чертеже показана щтрих-иунктнрной линней) охвачена отрицательной обратиой связью (цепь -./).

Новыдп элементами устройства являются короткозамкнутая рамка 4, нрнводнма.п во вращательное движение синхронным двигателем 5, питаемым переменным током от генератора 6, н дополнительная усилительно-преобразовательная схема УПС 7 (избирательны) усилитель и синхронный детектор). Па пыходе УПС включен измерительный прибор 8.

Феррозопд размещен в центре вращающе ся короткозамкнутой рамкп, изготовлеииой из немагнитного материала с высокой электропроводностью так, чтобы его продольная ось совпадала с направлением магнитного потока, а ось вращения рамки должна быть нерпендикулярна этому иотоку.

g .. COS 2co2/) A sill 2coit, (1)

Сде A - крэф гЩН т, зависящий от конструкUiiiijij ji eyKiiMcT ра@(;ты феррозоида; для дифферсициаль-ного феррозонда А 2S (ui;aoU3, гдтг 5 Сечение сердечников феррозонда, W - число витков измерительиои обмотки, 0)1 - частота возбуждения феррозонда, ыо - про;1ицагмость таустпты, Цэ - У(1)фекти1виа;я проницаемость сердеч Ы1ков феррозонда.

Из формулы 1 следует, что в иредложениом устройстве нроисходит двойное преобразоваиие частоты; сначала в объеме враи1:а1ош,енся короткозамкиутой рамки модулируется виеиь нее иостояиное поле, иричем частота модуляНИИ равиа удвоенной частоте вращения рамки, затем в объеме феррозонда модулируется суммарное поле. В соответствии с этим в устройстве предусмотрено двойное детектирование: первый раз в УПС 3 и второй раз в УПС 7. В обоих случаях детектирование синхронное (иепн генератор 2-уснлительно-нреобразовательная схема УПС Л и генератор & - УПС 7), хотя во втором случае оно может быть и не синхронным.

Пз формулы 1 следует также, что полоса уснлнтельно-преобразовательного тракта УПС

3 должна быть F 4/2, где /о -, где

Т0)2 - частота вращення рамки.

Если ограинчтъся частотой вращения рамки не более 20 гц, то полоса УПС 3 не будет превышать 100 гц, что соответствует щнрина.м

полос существурощнх феррозоидовых магпитоiieTpOB и не требует разработки каких-либо сиециальиых ехем, что же касается полосы УПС 7, то она при измерении постоянных и медленно изменяющихся .магиитиых полей может быть чрезвычайно узкой (доли герца). Двойное преобразование сигнала позволяет устранить нестабильность «нуля системы генератор 2 - феррозонд / - УПС 3, поскольку иоявляющнеся в пей Н фрапизкочастотные электрические флуктуации ие могут проникнуть в УПС 7.

Следует отмстить, что короткозамкнутая рамка может быть как одиовитковой, так и

-МИОГОВИТКОВОЙ.

Предмет изобретен ц я

Устройство для измерения иапряжеппостп магнитного ноля, содержащее чувствительный элемент в виде феррозонда, генератор возбуждеиня, усилительно-преобразовательную схему, отличающееся тем, что, с целью повьппепия чувствительности устройства и точности измерений, феррозоид размещен во вращающейся короткозамкнутой рамке так, что продольная ось феррозонда иериендикулярна осп вращення рамки, дополнительно юдулирующей вблизи феррозонда измеряемое магнитное поле, а между усилительно-иреобразовательной схемой и регистратором включена дополнительная усилительно-иреобразовательиая схема для выделения сигнала с частотой дополнительной модуляции.