МАГНИТОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Советский патент 1973 года по МПК G01R33/07 

Изобретение может быть использовано для измерения переменных магнитных полей, имеющих спектр частот от единиц герц до единиц мегагерц и изменяющихся в диапазоне от 10-2 до JQ2 3 при пороге чувствительности 10-3 э.

Известны магнитометры для измерения малых переменных магнитных полей, содержаЩие датчик Холла с кон-центраторами, который подключен к полосовому фильтру, резонансный усилитель, последовательно соединенный с амплитудным детектором и щирокополосным усилителем, и помещенный в экран генератор синусоидальных колебаний, подключенный к аттенюатору.

Однако известные магнитометры недостаточно чувствительны.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и расширение частотного диапазона при наличии постоянных магнитных полей, а также эффективное экранирование выводов датчика Холла без искажения измеряемого поля в области расположения датчика.

Для этого в магнитометр введены сумматор, фазовращающая и резонансная цепочки, причем один вход сумматора подключен к выходу полосового фильтра, другой - через фазовращающую цепочку к генератору синусоидальных колебаний, а выход связан со входом полосового усилителя, при этом резонансная цепочка включена между аттенюатором и выполнен в виде усеченного конуса из магнитного материала с четырьмя симметрично расположенными в его теле каналами для выводов датчика.

Изобретение пояснено чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная блоксхема магнитометра; на фиг. 2 - схема конструкции держателя датчика Холла и концентраторов.

Магнитометр для измерения малых переменных магнитных полей содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, помеш енный в

экран, выход которого соединен со входами фазовращающей .цепочки 2 и аттенюатора 3. Выход аттенюатора 3 соединен со входом резонансной цепочки 4. Цепь питания датчика Холла 5 подсоединена к выходу резонансной

цепочки 4, а выход датчика Холла 5 подсоединен ко входу полосового фильтра 6. Входы сумматора 7 подсоединены ко входам фазовращающей цепочки 2 и полосового фильтра 6. Выход сумматора 7 подсоединен ко входу

резонансного усилителя 8. Вход амплитудного детектора 9 подсоединен к выходу резонансного усилителя 8. Выход детектора 9 подсоединен ко входу широкополосного усилителя 10, выход которого является выходом магнитометра.

Держатель датчика Холла 5 (фиг. 2) и ферритовых концентраторов 11 состоит из двух частей. Первая часть представляет собой усеченный конус 12, изготовленный из железа, с четырьмя симметрично ра-сположеиными в нем каналами а, б, в, г для выводов датчика Холла 5, закрепленного в зазоре концентраторов И. Поверхность конуса 12 -и стенки его каналов обмеднены. Это обеспечивает экранирование выводов датчика Холла 5 от внешних полей и их взаимного электромагнитного влияния. Такая форма экрана позволяет уменьшить вносимые им искажения в измеряемое поле в области расположения датчика Холла 5. Крепление концентраторов Г1, усиливаюш,их напряженность магпитного поля и способствуюш;и,х уменьшению влияния конического экрана на измеряемое поле, о€уш,ествляется при помош,и второй части 13 держателя, имеющей цилиндрическую форму И изготовленной из диэлектрика, которая вместе с конусом 12 крепится на лицевой панели магнитометра.

На датчик Холла 5, помеш,енный в зазор концентраторов И, от генератора 1 через аттенюатор 3 и резонансную цепочку 4 подается ток питания частоты о 43Мгц. При воздействии на датчик Холла 5 переменного магнитного поля с верхней и нижней частотами его спектра /в и /н в датчике Холла 5 происходит амплитудно-балансная модуляция тока питания магнитным полем при отсутствии постоянной составляюш,ей поля и пренебрежимо малом значении напряжения иеэквипотенциальпости.

Э. д. с. Холла на выходе датчика Холла 5 занимает область частот fo-/в; /o + fs. а э.д.с. индукционной наводки - /и, /в- Напряжение с датчика Холла 5 поступает на полосовой фильтр 6 с полосой пропускания /о-/в; fo + fs, где происходит значительное ослабление индукционной наводки. Фильтрованный сигнал поступает на сумматор 7, где происходит его суммирование с напряжением, поданным от генератора 1 через фазоврашающую цепочку 2. После сумматора 7 напряжение усиливается резонансным усилителем 8 с полосой усиливаемых частот /о-/в; /о т/в, где происходит дальнейшее ослабление индукционной наводки. Далее сигнал детектируется обычным амплитудным детектором 9 и после детектирования усиливается широкополосным усилителем 10 до величины, необходимой для наблюдения его -на экране осциллографа. Регулируемая фазоврашаюшая цепочка 2 позволяет устанавливать режим работы амплитудного детектора 9, компенсируя воздействие на преобразователь постоянной составляюш:ей магнитного поля. Аттенюатор 3 позволяет регулировать амплитуду тока питания датчика

Холла 5, т. е. чувствительность датчика.

Предмет изобретения

1.Магнитометр для измерения малых переменных магнитных полей, содержащий датчик Холла с концентраторами, который подключен к полосовому фильтру, резонансный усилитель, последовательно соединенный с амплитудным детектором и широкополосным

усилителем, и помещенный в экран генератор синусоидальных колебаний, подключенный к аттенюатору, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения частотного диапазона при наличии постоянных магнитных полей, в него введены сумматор, фазовращающая и резонансная цепочки, причем один вход сумматора подключен к выходу полосового фильтра, другой - через фазовращающую цепочку к генератору синусоидальных колебаний, а выход связан со входом полосового усилителя, при этом резонансная цепочка включена между аттенюатором и цепью питания датчика Холла.

2.Магнитометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью эффективного экранирования выводов датчика без искажения измеряемого поля в области расположения датчика, экран выполнен в виде усеченного конуса из магнитного материала с четырьмя симметрично расположенными в его теле канала.ми для выводов датчика.

экран (сталь)

sKpaTrf l

-- --

Hf

Риг. /

SП