Магнитомодуляционный датчик Советский патент 1979 года по МПК G01R33/00 G01R33/02 

- . .

Изобретение отноЬится к магнитным измер ниям, может быть использовано в магнитометрических устройствах для измерешш посюянньрс и перемейньЁх магнитпьк Полей в геофизике, геологии, радиоэлектроишсе и других областях науки и техники.

Иэтестея ферритовый мапгатомодуляционный датчик, содержащий ферритовый магшггопровод в виде модулятора с прпсТыкШаЯШ ми к нему двумя бОосными стер)(§Шра;торами о&иотку возбуждения, расположенную на модуляторе, И С11гнаЛьНь1ё обмотки, размещенные на стержнях-конпентраторах 1.

Однако этот датчик характеризуетсй ягакой стабильностью козффищ{е}гга щ еобразования.

,Известнь1 устройства для измереяи;я мйгнйтных полей, содержащие последовательно соединенные феррозондовый датчик, избирательный усилитель,- синхронный детектор и регистрирующий прибор 2.

Однако точность их работы недостаточна.

Известны также ферритовые магяитомодуляциоиные датчики, в которых на модуляторе с обмоткой возбуждения размещены обмотки

постоянного смещения, записьшаемые от источника постоянного тока 13.

Большая погрешность измерений, обусловленная нестабильностью коэффициента преобразования, является существенньлуг недостатком известных датчиков. Эта погрешность лишь частично может быть устранена периодической калибровкой датчика вО время измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в магнитомо дуляциониый датчик, содержащий ферритовый магнитопровод в виде модулятора с пристыкованными к нему соосиыми стержнями-концеттраторами, обмотки возбуждения и подмаг ничивания, располоЖ(гйяыейа модуляторе, сет нальные обмотки, размещенные на стержняхконцентраторах, и подключенные к ним последовательно «единенные, избирательный усилитель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, введены до полнительнай обмотка, охватывающая магнитопровод датчика, подключенный к ней высокочастотный генератор, а также сумматор, первый вход котороГО подключен к выходу усилителя переменного тока, второй вход связан с источником напряжения возбуждения, а выход подключен к обмотке возбуждения. Функциональная схема устройства показана, на чертеже. Датчик содержит ферритовый магнитопровод в виде модулятора 1 с пристыкованными к нему двумя соосш 1ми стержнями-концентраторами 2. На модуляторе расположены o6MofKa возбуждения 3 и обмотка подмагничивания 4, подключенная к источнику постоянного тока 5. На стержнях-кондентраторах 2 размещены последовательно и согласно соединенные сигнальные обмотки 6 и 7. Магнитопровод датчика охвачен дополнительной обмоткой 8, подключенной к высокочастотному генератору 9. Сигнальные обмотки 6 и 7 через последовательно включенные избирательный ус шитель 10, амплитудный детектор Ни усилитель переменного тока 12 соединены с первым входом сумматора 13, ко второму входу которого подведено напряжение возбуждения, а выход сумматора подключен к обмотке возбуждения 3. Устройство pa6olaei следующим образом. При протекании переменного тока по обмотке возбуждения 3 и постоянного тока по обмотке подмагничивания 4 действующая маг MttHll тр&Нй®;ёмостГ мШййопровода изменяется с частотой возбуждения. Под действием вспомогательного магнитного поля, создаваемого дополнительной. обмоткой 8 и высокочастотным генератором 9, частота которого значительно выше частоты возбуждения, на вы ходе датчика возникает амплитудно-модулированное напряжение, несущая частота которого равна частоте вспомогательного поля, а огибающая пропорциональна закону изменения действующей магнитной проницаемости магнитопровода датчика.Это напряжение отфильтровьша ется от сигналов измеряемого поля и усиливаете избирательным усилителем 10, проходит через амплитудный детектор 11 к усилитель переменного тока 12 и используется .как корректирующий сигнал при формировании тока возбуждения, для Чего складывается с напряжением возбуждения в сумматоре 13,. выходной ток которого поступает в обмотку возбуждения 3. В данном устройстве амш1ит)Ща первой гармоники корректирующего сигнала пропорциональна коэффициенту преобразования датчика (по первой гармонике возбуждения), а фаза за счет соответствующего включения обмотки подмагничивания отличается от фазы напряжения возбуждения на 180°. Поэтому отклонение коэффициента преобразования от заданного значения вызьшает соответствующее изменение корректирующего сигнала, что в свою очередь приводит к изменению тока возбуждения до величины, необходимой дпя стабилизации коэффициента преобразования на заданном уровне. Кроме того, в устройстве законы изменения во времени действзпющей магнитной проницаемости датчика совпадают с большой точно.стью с напряжением возбуждения. При синусоидальном напряжении, возбуждения нерабочие (вторая, третья и т.д.) гармоники действующей магнитной проницаемости оказываются резко сниженными по сравнению с известными устройствами, что облегчает вьщеление (фильтрацию) выходного сигнала датчика, несущего на частоте первой гармоники возбуждения информацию об измеряемом магнитном полеФормула изобретения Магнитомодуляционный датчик, содержанщй фер итовь1й магнитопровод в виде модулятора с пристыкованными к нему соосными стержнями-концентраторами, обмотки возбуждения и подмагничивания, расположенные на модуляторе, сигнальные обмотки, размещенные на стержнях-концентраторах, и подключенные к ним последовательно соединенные избирательный усилитель, амплитудный детектор и усилитель переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительной обмоткой, охватывающей магнитопровод датчика, подключенным к ней высокочастотным генератором, а также сумматором, первый вход которого подключен к выходу усилителя переменного тока, второй вход связан с источником напряжения возбуждения, а выход подключен к обмотке возбуждения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ЬАвторское свидетельство СССР № 368560, кл. G 01 R 33/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 345458, кл. G 01 R 33/02, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР № 561915, кл. G 01 Я 33/02, 1975:

s e I

-V

ThHSP

7 2

/7 « /ff J