Магнитометр Советский патент 1980 года по МПК G01R33/07 

(54) МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к области магнитных измерений, предназначено для измерения медленно меняющихся магнитных полей и может быть использовано в ча.стности, при поиске полез ных ископаемых. Известно устройство, содержащее г нератор тока, датчик Холла, усилитель, а также катушку индуктивности iобратной связи по магнитному полю I Однако, при измерении слабых полей порядка и ниже присутствует значительная погрешность измерения из-за ограниченности динамического диапазона усилителей и из-за нестабильности эталонного поля. Целью изобретения является повышение точности измерения магнитометра Поставленная цель достигается тем что в магнитометр, содержащий, последовательно соединенные генератор тока, датчик Холла и усилитель, а также катушку индуктивности обратной св зи, дополнительно введены аттенюатор компенсации погрешности магнитной обратной связи, двухпозиционный аттенюатор, каскадно включенные между усилителем и катушкой индуктивности обратной связи, и процессор, три выептБхода которого подключены к управляющим движкам аттенюаторов, а вход через аттенюатор компенсации погрешности коэффициента усиления подключен к выходу усилителя. Результаты двух измерений обозначим через и и U коэффициенты передачи магнитометра - через К и К, а коэффициенты магнитной обратной связи при первом и втором измерениях соответственно через |Ь и Ср( С const), тогда существует следующая зависимость: NTvpiT ,- TnjbS: так как К и Кз. - коэффициенты передачи магнитометра с.коэффициентом К, охваченного обратными связями fi и tl соответственно. Этёшонные значения величин Кир (К- ) хранятся в магнитометре.. Имеет место выражение; | -рэт-« Р где погрешность магнитной обратной, связи. Обозначив; л -Jb Jj 2

можно рассчитать коэффициент передачи магнитометра;

W , / л

.Vc4 g {tt/k,V

который при отсутствии пограинорти магнитной обратной связи представляет собой величину К. Выражение (4) выводится из (1) и (2) подстановкой (3). Далее, вводя коэффициент; КрдьцА иекСрэт Р)

4Л, - (e+i)V |%,(eti)

NNiCt)- ,.

; FtirT T

откуда при К yr М|Ьэ()

(5)

- (+ек,т) ly Упрощая выражение (5) подстановкой значения N, получаем:

)

(6)

-к

-р,

9т(«

9Т

t-lU-tlUz)

лК1-К,

(7)

(и,.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена функциональная схема регшизации предложенного способа.

Функциональная схема, приведенная на чертеже, содержит датчик Холла 1, питаемый током генератора 2. Датчик через усилитель 3 и аттенюатор компенсации систематической погрешности коэффициента усиления 4 процессором 5, разные входа которого связаны с управляемым движком аттенюатора 4, а также управляющими входами двухпозиционного аттенюатора 6 и аттенюатора 7 компенсации погрешности магнитной обратной связи. Сигнал с выхода аттенюатора 4 поступает через каскадно соединенные аттенюаторы 7 -и 6на катушку магнитной обратной связи 8, которая индуктивно (по магнитному полю) связана с датчиком Холла. Коэффициент передачи аттенюатора б может Принимать Два различных значения, имеющие соотношение С . Itpoilceccbp тзйчислйе погрёшнойтй по формулам (6) и (7) и выдает их для кБ1М 1геНс1ции ошйббй: сйс: 1ШгйЧёскую погрешность коэффициента усиления магнитометра - на регулирующий вход

аттенюатора 4, погрешность магнитной обратной связи - на управляющий вход аттенюатора 7, Процессор также необходим для синхронизации магнитометра и изменения двухпозиционного аттенюатора б подачей соответствующих сигналов на управляющий вход двухпозиционного аттенюатора б. .

Повышения точности измерения достигают следующим образом. Производят два измерения поля при различных состояниях двухпозиционного аттенюатора: .первое измерение - введена магнитная

обратная связь; второе - то же, что

и при первом измерении, но с иньим

коэффициентом обратной связи. Результаты измерений используются процессором 5 для вычисления величины систематической погрешности магнитометра и

погрешности коэффициента обратной связи по магнитному полю. Рассчитанные погрешности компенсируются аттенюаторами 4 и б.

Благодаря перечисленным мерам достигают значительное уменьшение систематической погрешности магнитометра.

Формула изобретения

Магнитометр, содержащий последовательно соединенные генератор тока, датчик Холла и усилитель, а также катушку индуктивности обратной связи, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены аттёнюатор компенсации погрешности коэффициента усиления, аттенюатор компенсации погрешности магнитной

обратной связи, двухпозйционный аттенюатор, каскадно включенные, между усилителем и катушкой индуктивности обратной сйязи, и процессор, три выхода которого подключены к управляюмим движкам аттенюаторов, а вход через атТёнЮйтор компенсации погрешности коэффициента усиления подключен к выходу усилителя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 419819, кл. G 01 R 33/02, 1974.