Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр Советский патент 1980 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к электрсжз ©ритепьнс) технике и предназначено дпя контропя углового положения объекта в околоземном пространстве. Известны техкомпонентные феррозондо- вые магнитомеры, используемые для контроля углового положения и ориентации объекта в околоземном пространстве, содержащиев каждом канале магнтометра феррозонд, избирательный усилитель, синхронный детектор, диодный знакораздалитель l . Диодный знакоразделитепь предназначе для обеспечения раздельной передачи информации о положительных и отрицательны значениях напряженности магнитного поля в каждом компоненте. В соответствии со спецификой работы системы телеметрии, эта информация должна поступать на ее вход в виде униполярного напряжения независимо от знака поля. Знакоразделители в известном магнито метре содержат по два транзистора в диодном включении, соединенные последовательно, к каждому из которых подключено нагрузочное сопротивление. При наличии измеряемого поля один из транзисторов Находится в открытом (проводящем состоянии), шунтируя подключенное к нему сопротивление нагрузки,, другой -в закрытом состоянии. Поскольку очередность открытого и закрытого состояний транзисторов зависит от полярности выходного напряжения синхронного детектора, выходной сигнал канала магнитометра поступает либо при положительноч знаке напряженности магнитного поля, либо при отрицательном знаке поля. Однако в силу несовершенства схемы диодного знакораздепителя, вызванного нелинейной зависимостью .сопротивления диодов, шунтирующих сопротивления нагрузки, от величины напряжения на выходе синхронного детектора, не обеспечивается полное запирание нерабочего выхода, что ведет к появлению ложного сигнала, кроме того, диод знакораздепителя в цепи нера37бочего выхода создает переменную нагруэ ку для цепи работающего выхода. При этом вносится существенная погрешность в выходную характеристику канала магнитометра которая становится нетшнейной, особенно при малых сигналах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем. что в устройство, содержащее три вдентич ных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных феррозонт дсжого.датчика, избирательногоусилителя и синхронного детектора, а также систему телеметрии и многоканальный регистрирующий прибор, в каждый канал магнитометра введен резисторный мостовой блок и источник постоянного напряжения,, одна из диагоналей мостового блока подключена к выходу синхронного детектора, а вторая диагональ подключена к источнику постоян ного напряжения, причем общая шина мостового блока и выходы синхронного детектора, подключены к двум входам системы телеметрии, а ее выходы соединены дифференииально, через один из входов регист рирующего прибора. На чертеже представлена структурная схема трехкомпонентного феррозондового магнитометра. Трехкомпонентный магнитометр содер жит в каждом канале феррозондовый датчик 1, избирательный усилитель 2, синхронный детектор 3, резисторный мостовой блок 4, источник постоянного напряже ния 5, систему телеметрии 6, многоканаль ный регистрирующий прибор 7. Устройство работает следующим образом. Измеряа 1ая напряженность магнитного поля, преобразованная феррозондовым дат чиксм 1 в электрический сигнал переменного тока второй гармоники частоты возбуждения, усиливается избирательным усил телем 2 и преобразуется синхронным детектором 3 в напр5гжение постоянного тока, полярность которого определяется направлением измеряемого поля. Свыхода cifflxpOHHoro детектора сигнал поступает на одну из диагоналей резистор ного мостового блока 4, в другую диагональ подключен источник постоянного напряжения 5, который создает постоянное смещение полезного сигнала, обеспечивая в точках подключения синхронного детекто ра 3, униполярнЬе (положительное) напря.жение, необходимое для работы системы телеметрии, независимо от полярности измеряемой напряженности магнитного поля. 384 Величина напряжения смещения, измеряв-, мого магнитомером в этих точках, устанавпивается равной половине выходного напряжения синхронного детектора 3, получаемого при измерен1т максимального значения магнитного поля. Общая точка мостового блока и выходные кпеммы синхронного детектора 3, образующие выходы двух каналов информации, подключены к двум кодам системы телеметрии 6, причем канал информации, в котором создается максимальное положительное напряжение при положительном направлении магнитного ПОЛ51, считается оснсжным (прямым), на другом канале в этот момент создается нулевое напряжение сигнала и он является зеркальным каналом. Для исключения из показаний магнитометра напряжения смещения, выходы системы телеметрии прямого и зеркального каналов соединены дифференциально через один из входов регистрирующего прибора 7. Использование схемы разделения информации на два канала прямой и зеркальный на входе системы телеметрия за счет введения симметричного напряжения смещения, осуществляемого резисторной мое- тсвой схемой и дифференциального включения этих каналов через общий регистратор на выходе системы телеметрии выгодно отличает предлагаемое устройство от известного и позволяет получить неискаженную информацию на выходе магнитометра при нелинейности его выходной характеристики во всем динамическом диапазоне измерения магнитных полей. Формула изобретения Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр, содержащий три идентичных канапа, каждый из которых состоит из последовательно соединенных феррозондового датчика, избирательного усилителя и синхронного детектора, а также систему т&леметриигИ многоканальный регистрирую-, щий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый канал магнитометра введен резисторный мостовой блок, и источник постоянного напряжения, одна из диагоналей мостового блока подключена к выходу синхронного детектора, а вторая диагональ подключена к источнику постоянного напряжения, причем общая шина мостового блока и выходы синхронного детектора под57899386

кпючены к двум входам системы телемет-Источники информации,

рии, а ее выходы соединены дифферениналь- принятые во внимание при экспертизе но через один из входов регистрирующего1. Геофизическая аппаратура . Л.,

прибора.Недра, 1968, № 36, с. 34.