Приемное устройство вибрационного магнитометра Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(54) ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ВИБРАЦИОРШОГО МАГНИТОМЕТРА

Изобретение относится к магнитным измер ниям и может быть использовано, например, для измерения намагниченности ферромагнитных материалов в постоянных полях.

Известно приемное устройство вибрационного магнитометра, состоящее из комплекса измерительных и комплекса компенсационных катушек, соединенных последовательно и подключенных ко входу усилителя разностного сигнала. Так как каждые измерительные катушки включены встречно, то влияние помех

снижается в раз, где . & Wi(2) . -SWi,SW2. суммарные площади витков катушек (11.

На практике, однако, не удается выполнить равенство SWt SVj с точностью более, чем 0,5%, и, поскольку величина напряженности поля, создаваемого помехами, может на несколько порядков превышать величину напряженности поля, создаваемого испытуемьпм образцом, то сигнал помехи в измерительных катушках может в несколько раз превышать

сигнал от испытуемого образца. При подключении к усилителю разностного сигнала измерительных и компенсационных катушек таким образом, чтобы сигналы помех вычита- , лись, влияние помехи несколько снижается, но удовлетворительного сниже шя влияния помех получить не удается из-за различных фазовых соотношений между сигналами помех в измерительных и компенсационных катушках. Таким образом, недостатком этого устtoройства, снижающем тошость измерений и область применения, является низкая помехозащищенность. .

Цель изобретения - повышение точности измерений.

15

Поставленная цель достигается тем, что приемное устройство вибрационного магнитометра, содержащее две соединенные последовательно и встречно измерительные катушки и две соедине шые последовательно и встречно ком20пенсационные катушки, а также усилитель разностного сигнала, снабжено двумя парами катушек компенсации помех, двумя потенциометрами и двумя усилителями с симметричными входами, к одному из которых подклю чены измерительные, а к другому - компенсационные катушки, а выходы усилителей с симметричными входами соединены со входом усилктепя разностного сигнала, причем к движку одного из потенциометров подсоединен общий вывод измерительных катушек, а к его крайним выводам - две катушки компенсации помех, соединенные последовательно и согласно, обидай вывод которых соединен с общей точкой электрической схемы, к движку другого потенциометра подсоединен общий вывод компенсационных катушек, а к его крайним выводам - две другие катущки компенсации помех, соединенные последовательно и согласно, общей вывод которых соединен с общей точкой электрической схемы.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из двух измерительных катущек 1, соединенных последовательно и встречно, потенциометра 2, к движку которого подключен общий вьтод измерительных катущек 1, а к его крайним выводам - две соединентаю последовательно и согласно катушки 3 компенсации помех, общий вывод которых соединен с общей точкой злектрической схемы двух компенсацио1шых катушек 4, соединенных последовательно и встречно, потенциометра 5, к движку которого подключен общий вывод компенсационш 1х катушек 4, а к его крайним выводам - две соеддшенные последовательно и согласно катущки б компенсаци помех, общий вывод которых соединен с общей точкой электрической схемы, усилителей

7и 8 с симметричными входами, к которым подключены измерительные 1 и компенсационные 4 катушки соответственно, усилителя 7 разностного сигнала, вход которого соединен

с выходами усилителей 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

При вибрации образца в измерительных катушках 1 наводится сигнал, который подается на вход усилителя 8 с симметричным входом.

Так как катутшси 3 компенсации помех включены согласно, то в них практически не наводится сигнал от вибрирующего образца, а наводится только сигнал помех. Вследствие того, что катушки подключены к усилителю

8с симметричным входом в качестве которого применен операционный усилитель с большим подавлением синфазной помехи, то перемещением движка потенвдометра 2 можно добиться практически полной компенсации помех, наводимых в измерительных катущках.

Аналогичным способом можно добиться компенсации помех, наводимых в цепи компесационных катушек. Практически настройка

приемных измерительных и компенсационных катушек по минимуму воздействия помехи осуществляется: следующим образом: все катушки размещают в центре колец Гельмгольца, имеющих малую неоднородность (менее 0,1%) напряженности намагничивающего поля в объеме, занимаемом настраиваемыми катушками. Обмотки колец Гельмгольца подключают к выходу генератора и, регулируя выходное напряжение генератора (частота напряжения равна частоте вибрации), устанавливают необходимую величину намагничивающего поля, которое зквивалентно воздействию помех. Регулируя потенциометры 2 и 5, добиваются минимума сигнала на выходе усилителя 7.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения за счет улучшения соотношения сигнал/шум и снизить порог чувствительности измерений благодаря низкому уровню помех. Испытания опытного образца устройства показали, что точность измерений повышается не менее, чем в два раза, а величина измеряемого минимального магнитного момента снижается не. менее, чем в пять раз.

Формула изобретения

Приемное устройство вибращ1онного магнитометра, содержащее две соединенные последовательно и встречно измерительные катущки и две соединенные последовательно и встречно компенсационные катущки, а также усилитель разностного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повыщения

точности измерений, оно снабжено двумя парами катушек компенсации помех, двумя потенциометрами и двумя усилителями с симметричными входами, к одному из которых подключены измерительные, а к другому -

О компенсационные катушки, а выходы усилителей с симметричными входами соединены со входом усилителя разностного сигнала, причем к движку одного из потенциометров подсоединен общий вывод измерительных ка5 тущек, а к его крайним выводам - две катушки компенсации помех, соединенные последовательно и согласно, общий вывод которых соединен с общей точкой электрической схемы, к движку другого потенциометра подсоединен

0 общий вывод компенсационных катушек, а к его крайним выводам - две другие катущки компенсации помех, соединенные последовательно и согласно, общий вывод которых соединен с общей точкой электрической схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Патент США N 3496459, кл. 324-47, 1967.

HMtffx

Hir mMfffi4Mf

/f/U ffjrtf