Магнитометр Советский патент 1977 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в дефектоскопии для измерений, а также для проверки качества размагничивания изделий.

Известен магнитометр, предназначенный для измерения величины и направления напряженности магнитного поля, содержащий источник питания, компенсатор, .генератор, усилитель мощности, феррозондовый преобразователь и избирательный усилитель, который через синхронный детектор соединен со стрелочным прибором 1.

Однако известный магнитометр использует на выходе показывающий прибор с начальной точкой отсчета в середине щкалы (двухсторонняя щкала). Прибор включен в цепь нагрузки синхронного детектора, в результате чего направление измеряемого поля определяется положением стрелки прибора относительно нулевой отметки, а величина измеряемого поля отсчитывается в пределах половины всей шкалы прибора. Такое подключение прибора приводит к снижению точности отсчета показаний при измерении за счет использования только половины всей шкалы прибора.

Кроме того, наблюдается дополнительная ошибка отсчета при измерении одинаковых полей разного направления за счет вариации показаний прибора с двухсторонней шкалой.

Использование в магнитометре прибора с двухсторонней шкалой вызывает динамическую ошибку отсчета, особенно при измерении в конечных точках шкалы и периодическом изменении направления измеряемого поля, а также увеличивает утомляемость оператора за счет колебаний стрелки прибора, наблюдаемых при этом. Цель изобретения - повышение точности

и удобства отсчета величины измеряемого поля и введение автоматической индикации (например, световой) его направления.

Это достигается тем, что магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты, усилитель мощности, феррозондовый преобразователь, избирательный усилитель, синхронный детектор, индикатор, а также компенсатор, своим выходом подключенный к второму входу феррозондового преобразователя, и знаковый индикатор, снабжен вторым синхронным детектором и блоком следящего опорного напряжения, выходы которых подключены к вторым входам обоих синхронных детекторов, а

вход - к второму выходу избирательного усилителя, причем выходы второго синхронного детектора соединены с входами знакового икдикатора, а первый вход второго синхронного детектора - с вторым выходом генератора

возбуждения.

На фиг. i представлена бло.к-схема магнитометра; на фиг. 2 а-ж, - диаграммы напряжений на выходе отдельных блоков.

Магнитометр содержит феррозондовый преобразователь 1, генератор возбуждения 2, делитель частоты 3 для возбуждения преобразователя, избирательный усилитель 4, синхронный детектор 5 и стрелочный прибор 6 для отсчета величины измеряемого поля, вто; рой синхронный детектор 7, выполненный по схеме с разделенной нагрузкой, и знаковый индикатор 8 для световой индикации при помощи световых диодов направления поля, блок 9 следящего опорного напряжения, цыг полненного в виде усилителя-ограничителя, и компенсатор 10 для компенсации внешнего магнитного поля.

Приндин работы магнитометра состоит в следующем.

Феррозондовый преобразователь при помощи генератора и делителя частоты возбуждается синусоидальным током определенной частоты. Под действием измеряемого поля HQ определенного направления на выходе феррозондового преобразователя образуется напряжение, которое поступает на избирательный усилитель, настроенный на вторую гармонику частоты возбуждения. Выделенное напряжение второй гармоники, связанное с величной измеряемого поля, снимается с двух выходов усилителя. Один из выходов поступает на синхронный детектор, нагрузкой которого является стрелочный прибор, а другой - на каскад следящего опорного напряжения (усилитель-ограничитель), предназначенный для формирования прямоугольного напряжения и использования в качестве опорного напряжения в синхронном детекторе.

В результате воздействия на синхронный детектор двух сигналов - измеряемого (фиг. 2, а) и опорного напряжения (фиг. 2, в) на его нагрузке выделяется напрялсение определенной полярности (фиг. 2, д), которое вызывает отклонение стрелки прибора.

Одновременно сигнал с второго выхода каскада следящего опорного напряжения - усилителя-ограничителя (фиг. 2, г) подается на второй синхронный детектор, опорным напряжением для которого служит выходное напряжение генератора (фиг. 2, б).

Ввиду того, что второй синхронный детектор выполнен с разделенной нагрузкой, на его выходах образуются напряжения различной полярности (фиг. 2, е, ж, управляющие схемой знаковой индикации, нагрузкой которой являются световые диоды. В результате этого при измерении будет загораться один из

индикаторов, тем самымУказйвай на направление измеряемого поля.

При изменении направления поля полярность выходного напряжения на нагрузке синхронного детектора не будет меняться (фиг. 2, д), а полярность напряжения на нагрузках второго синхронного детектора изменится на противоположную и вызовет загорание второго индикатора (светодиода).

Такимобразом, при измерении полей различного направления производится автоматическая индикация его направления и обеспечивается постоянная полярность напряжения на нагрузке синхронного детектора, а следовательно, и возможность работы стрелочного прибора в пределах всей щкалы. Компенсатор производит компенсацию внешнего магнитного поля перед началом измерений. Использование магнитометра новых каскадов позволяет повысить точность и удобство отсчета при измерении, производить автоматическую индикацию направления измеряемого поля, что позволяет снизить утомляемость оператора при измерении полей, часто меняющихся по направлению, и повысить эффективность научно-исследовательских работ, а также производительность труда, например при определении местоположения полюсов на магнитах.

Формула изобретения

Магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты,

усилитель мощности, феррозондовый преобразователь, избирательный усилитель, синхронный детектор, индикатор, а также компенсатор, своим выходом подключенный к второму входу феррозондового преобразователя, и

знаковый индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вторым синхронным детектором и блоком следящего опорного напряжения, выходы которых подключены к вторым входам обоих синхронных детекторов, а вход - к второму выходу избирательного усилителя причем выходы второго синхронного детектора соединены с входами знакового индикатора, а первый вход второго синхронного детектора - с вторым выходом генератора возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Реутов Ю. Я. Феррозондозый магнитометр с прямоугольным возбуждением. «Дефектоскопия, № 2, «Наука, 1973, с. 34-38 (прототип).

Мп

ffЗf1ef яef1oeлoлe Hfi-)

а

нзнеряете noj efif-

Л

u