Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФЕРРОЗОНДОВ И МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

t

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля, например в магнитометрах, градиентометрах, магнитных усилителях и т.д.

Известно устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, которое содержит задающий генератор, два триггера, два интегратора, два усилителя мощности, вход каждого из которых подключен к выходу одного из интеграторов, два последовательно соединенных резистора и фильтрвторой гармоники, вход которого подключен к общему контакту резисторов, а выход - ко входам усилителей мощности. В устройстве оба триггера включены по схеме с общим счетным входом, который соединен с выходом задающего генератора. Прямой выход одного триггера подключен ко входу другого, инверсный выход которого подключен ко входу первого триггера. Входы интеграторов подключены к выходам триггера, при этом один выход триггера инверсный по отношению к другому. Последовательно соединенные резисторы подключены к выходам усилителей мощности.

Включение в устройство двух интеграторов, двух усилителей мощности, последовательно соединенных резисторов и фильтра второй гармоники,обеспечивает уменьшение напряжения второй гармоники на входе усилителя феррозондового магнитометра или маг. нитного усилителя II.

Однако недостатком данного устройства является недостаточное ослабление напряжения второй гармоники на его выходе, которое определяется нелинейными искажениями усилителей мощности и неиндентичностью этих

15 усилителей, что ограничивает точность измерения слабых магнитных полей порядка ( - .

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров магнитного поля.

Поставленная цель достигается fa счет того, что устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, содержащее задающий генератор,

25 трансформатор, два основных ключа и фильтр второй гармоники, снабжено дополнительным источником питания, двумя дополнительными ключами, формирователем частот, широтно-импульсным

30 модулятором н двумя конденсаторами.

причем выход задающего генератора соединен со входом формирователя частот, первый выход которого соединен с первыми входами основных ключей, второй вход одного из которых соединен с началом первой, а другого с концом второй первичных обмоток трансформатора, одна из вторичных обмоток которого соединена с выходом Устройства, а другая - с одним из входов фильтра второй гармоники,другой вход которого соединен со вторым выходом формирователя частот, третий выход последнего соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с выходом фильтра второй гармоники, а выход - с первыми входами дополнителных ключей, второй вход одного из которых соединен с концом первой, а другого - с началом второй первичных обмоток трансформатора, третьи входы этих ключей соединены с одним из выходов дополнительного источника питания, другой -выход которого соединен с третьими входами основных ключей, а также через конденсаторы со вторыми входами дополнительных ключей.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг 2 - график зависимости напряжений от времени на выходах отдельных электронных блоков.

Устройство содержит задающий генератор 1, фильтр 2 второй гармоники, дополнительный источник 3 питания, два основных ключа 4 и 5, два дополнительных ключа 6 и 7, широтно-импулсный модулятор 8, формирователь 9 частот, два конденсатора 10 и 11 и трансформатор 12 с первичными обмотками 13 и 14 и вторичными обмотками 15 и 16. Начало обмотки 13 и конец обмотки 14 соединены со вторыми входами ключей 4 и 5 соответственно. Первые входы ключей 4 и 5 соединены с первым выходом формирователя 9 частот, второй выход которого соединен с одним из входов фильтра 2, Другой вход фильтра 2 соединен со вторичной обмоткой 15, а выходы обмотки 16 предназначены для подключения ферро.зонда или магнитного.усилителя. Выход фильтра 2 соединен ср вторым входом широтно-импульсного модулятора 8., первый вход которого подсоединен к третьему выходу формирователя 9 частот. Вход формирователя 9 частот соединен с задающим генератором 1. Выход широтно-импульсного модулятора 8 соединен с первыми входами ключей 6 и 7. Вторые входы ключей 6 И 7 соединены с началом и концом обмоток 14 и 13 соответственно. Третьи входы ключей. 6 и 7 соединены с одним из выходов источника питания 3, другой выход которого соединен с третгими входами ключей 4 и 5 и через конденсаторы 10 и 11 со вторыми входами ключей 6 и 7 соответственно. При этом ключи 4 и 5 и трансформатор 12 образуют двухтактный усилитель мощности.

Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей работает следующим образом.

Переменное напряжение с задающего генератора 1 поступает на формирователь 9 частот, который формирует импульсы напряжений U и Uj (фиг. 2) с основной частотой f , поступанаще на входы ключей 4 и 5 в противофазе, поочередно замыкая и их на полперисша. С другого выхода формирователя 9 частот на вход широтноимпульсного модулятора Б поступают импульсы напряжения U с частотой следования f , которая более чем на порядок превышает частоту f. Импульсами напряжения Ug осуществляется запуск широ но-импульсного модулятора 8, который вырабатывает противофазные импульсные напряжения Uf той же частоты следования f. Скважность Ш4тульсных напряжений и и Uj зависит от управлякядего напряжения, поступающего на широтно-импульсный модулятор 8 с фильтра 2. Напряжения i и DS поступают на входы ключей 6 и 7, осуществляя управление длительностями замкнутых и разомкнутых состояний этих ключей. При этом, когда ключ 6 замкнут, ключ 7 разомкнут и наоборот. Следовательно, при увеличении длительности замкнутого состояния одного из ключей 6 или 7, время замкнутого состояния другого уменьшается. Источник 3 питания, ключи 6 и 7, конденсаторы 10 и 11 и широтно-импульсный модулятор 8 образуют два импульсных стабилизатора напряжения для усилителя мощности, состоящего из ключей 4 и 5 и .трансформатора 12. Усилитель мощности работает в двухтактном режиме. Так, например, при замыкании ключа 4, ключ 5 размыкается и ток протекает по цепи, содежащей источник 3 питания, ключ 7, обмотку 13, ключ 4 и и сточник 3 питания. При замыкании ключа 5 ключ 4 pa3ivtJKaeTCH и ток протекает по цепи, содержащей источник 3 питания, ключ 6, обмотку 14, ключ 5 и источник 3 питания. Ввиду того, что обмотки 13 и 14 включены встречно, то на выходных обмотках 15 -и 16 ббразуются двуполярное прямоугольное напряжение частоты . f , которое осуществляет возбуждение феррозондов или магнитных усилителей. При наличии второй гармоники в выходных напряжениях обмоток 15 и 16 на выходе фильтра 2 появляется управляющее напряжение, которое образуется в результате синхронного детектирования. Для этого с формирователя 9 частот на фильтр 2 подается напряжение с частотой f 2f,, .Управляющее напряжение на входе широтноимпульсного модулятора 8 приводит к к изменению сквгикности импульсных напряжений U и следовательно,и к изменению длительности замкнутого и разомкнутого состояния ключей 6 и 7. Это приводит к изменению уровней постоянных напряжений на конденсаторах 10 и 11, что вызывает такое изменение производных магнитных пото ков, создаваемых обмотками 13 и 14, которое приводит к уменьшению напряжения второй гармоники на обмотках 15 и 16. Уменьшение уровня второй гармоники в выходном напряжении устройства повышает точность измерения параметров магнитного поля. Формула изобретения Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, содержащее задгисхций генератор, трансформатор, два основных ключа и фильт втррой гармоники, отличающе с я тем, что, с целью повышения точ ности измерения параметров магнитного поля, оно снабжено дополнительным источником питания, двумя дополнительными ключами, формирователем частот, широтно-импульсным модулятором и двумя -конденсаторами, причем выход задающего генератора с.оединен со входом формирователя частот, первый выход которого соединен с перт выми входами основных ключей, второй вход одного из которых соединен с началом первой, а другого - с концом второй 1ервичных обмоток трансформатора, одна из вторичных обмоток которого соединена с выходом устройства, а другая с одним из входов фильтра второй гармоники, другой вход которого соединен со ВТОЕЯЛМ выходом формирователя частот, третий выход последнего соединен с первым .входом широтно-импульйного модулятора, второй вход которого соединен с выходом фильтра второй гармоники, а выход - с первыми входами дополнительных ключей, второй вход оддаого из которых соединен с концом первой, а другого - с началом второй первичных обмоток трансформатора, третьи входы этих ключей соединены с одним из выходов дополнительного . источника питания, другой выход которого соединен с третьими входами основных ключей, а также через конденсаторы - со втоЕчлми входс1ми дополнительных ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2745625/18-21, кл. G 01 R 33/02, 1979.

г

О

з

I I I I I I I I i I I I I