Устройство для измерения магнитнойВОСпРииМчиВОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01R33/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ

1

Изобретение относится к магнитным измерениям резонансными методами и может быть использовано Для измерения магнитной восприимчивости слабо- j магнитных веществ и материалов.

Известны устройства, содержшцие автогенератор с колебательным контурсш, индуктивность которого является fo датчико1м. К выходу автогенератора подключен частотомер. При внесении магнитной среды в поле датчика индуктивность последнего увеличивается, что приводит к уменьшению частоты с колебаний автогенератора. Измеряя частоту, судят о магнитной восприимчивости среды 1

Недостатком таких устройств явля-. ется невысокая чувствительность, 20 обусловленная тем, что изменение частоты определяется толысо лишь изменением индуктивности колебательного контура.

Известно также устройство, состоя- 25 щее из автогенератора с внешней обратной связью, колебательного контура, содержащего индуктивный датчик и частотомера-периодомера. При внесении среды в поле датчика период

колебаний автогенератора изменяется, что позволяет судить о х среды {2.

Недостатками указанного устройства являются невысокая чувствительность , Обусловленная тем, что изменение периода колебаний определяется только лишь изменением индуктивной ветви колебательного контура, а так- же нелинейная зависимость периода колебаний т от магнитной восприимчивости X среды.

Цель изобретения - повышение чувствительности и получение линейной завис 1мости периода колебаний от магнитной восприимчивости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее автогенератор с индуктивным датчиком в колебательном контуре и цифровой измеритель периода колебаний, введены второй индуктивный датчик, гиратор с управляемой проводимостью гирации, выполненный на трех транзисторах и двух управляемых напр яжением резисторах, а также линейный преобразователь частота-напряжение, причем гиратор включей между двумя индуктивными датчиками, а к колебательному контуру автогенератора

подключены входы цифрового измерителя периода колебаний и преобразователя частота-напряжение, выход которого соединен с управлякмцими электродами управляемых напряжением резисторов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит автогенератор 1 на туннельном диоде, индуктивный датчик 2, являющийся элементом -колебательного контура, гиратор 3 на трех биполярных транзисторах 4, 5 и 6 и двух управляемых резисторах 7 и 8 на полевых транзисторах с резисторами 9-12 обратной связи, второй индуктивный датчик 13, линейный преобразователь частота-напряжение 14 и цифровой измеритель 15 периода колебаний.

Гиратор 3 включен между двумя индуктивными датчиками 2 и 13. Такая система образует активный колебательный контур, индуктивной ветвью которого является индуктивность датчика 2, а емкостной ветвью - емкость С, имитируемая гиратором 3 в точках 16 и 17, равная :

Си (1)

где , - индуктивность датчика 13;

G - проводимость гирации. Период колебаний Т автогенератора с активным контуром определяется известной формулой

.С 21УЕД ,

(2)

где LOL - индуктивность датчика в. При равенстве L ,; Ь, 1, получим

Т 2«.LG(3)

Значение проводимости гирации G в данном случае определяется величиной резисторов 7 и 8, причем

Р1

R

где R R7 R8 (здесь R7H R8 сопротивление управляемых резисторо 7 и 8 соответственно).. Так как R f(U), где U - выходное напряж-ение преобразователя частотанапряжение 14, то всякое изменение частоты колебаний автогенератора вызывает изменение проводимости гирации G, а также, как следует из выражения (3), изменение периода колебаний.

Устройство работает следующим образом.

При внесении контролируемой слабмагнитной среды индуктивности датчиков 2 и 13 увеличиваются прямо пропорционально значению х среды. Так

как145. Ь L (х) , то из выражения (3) следует, что период колебаний автогенератора 1 линейно увеличится в зависимости от величины магнитной восприимчивости среды. При этом ли, нейность зависимости Т f{x) сохраняется в неограниченном диапазоне изменений х. Увеличение индуктивнос. тей U,j и L., приводит к уменьшению частоты колебаний, что вызывает уменьшение напряжения U на выходе преобразователя частота-напряжение 14. Это приводит также к уменьшению сопротивлений R7 и R8 управляемых резисторов 7 и 8, что, как следует из выражения (4), увеличивает провО 5 димость гирации G и, как следствие, еще больше увеличивает период колебаний Т автогенератора 1. Изменения Т регистрируются цифровым измерителем 15 периода колеба ий, шкала которого

0 может быть проградуирована непосред,;v ственно . единицах магнитной воспри-имчиврсти.

Предлагаемое устройство позволяет повысить его чувствительность и

5 получить линейную зависимость периода колебаний от магнитной восприимчивости,, исследуемой среды.

Формула изобретения

Устройство для измерения магнитной восприимчивости, содержащее автогенератор с индуктивным датчиком в колебательном контуре и цифровой измеритель периода колебаний, о тличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и получения линейной зависимости периода колебаний от магнитной восприимчивости, в него введены второй индуктивный датчик, гиратор с управляемой проводимостью гирации,выполненный на трех транзисторах и двух управляемых напряжением резисторах,

5 3 также линейный преобразователь частота-напряжение, причем гиратор включен между двумя индуктивными датчиками, а к колебательному контуру автогенератора подключены входы

Q цифрового измерителя периода колебаний и преобразователя частота-напряжение, выход которого соединен с управляющими электродами управляемых напряжением резисторов. Ист оч ни к и информации,

принятые во внимание при экспертизе

2, Геофизическая аппаратура , 1973, 51, с. 23-26. -jMzzbEO