Магнитный вариометр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(5) МАГНИТНЫЙ ВАРИОМЕТР

I

. Изобретение относится к измерительной технике и применяется в тех случаях, когда регистрируются сигналы переменного магнитного поля.

Известны устройства, содержащие магнит-индикатор, подвешенный на .упругой нити таким образом, что она проходит через нулевое сечение магни-i та и его центр инерции, второй магнит с помощью которого в окрестности первого создается поле, напряженность которого равна постоянной составляющей, а направление противоположно направлению измеряемой компоненты по ля. Обычно моменту компенсации внешнего поля соответствует положение магнита-индикатора, при котором нить подвеса полностью раскручена.

С целью расширения полосы пропускания, увеличения стабильности и расширения динамического диапазона, датчик охватывается отрицательной обратной связью по магнитному полю. Достигается это тем, что по обмоткам.

обычно колец Гельмгольца, пропускается электрический ток. Величина этого тока пропорциональна углу поворота подвижного магнита датчика. В свою очередь кольца Гельмгольца установлены так, что подвижный магнит датчика находится в их центре l.

Однако изготовление магнитостатических датчиков со значительна раз10личающимися собственными частотами невозможно,изменить собственную частоту датчиков сложно, у вариометра регистрирующего высокие частоты (10100 Гц), глубина отрицательной об15ратной связи, необходимая для получения заданной частотной характеристики, намного превышает глубину обратной связи, необходимую для обес печения требуемой стабильности. С

20 ростом глубины обратной связи уменьшается чуйствительность и ухудшается устойчивость. Все это приводит к снижению точности измерений. Отрицательная обратная связь вызывает нежелательное расширение поло сы пропускания в сторону высоких час тот, что снижает точность наблюдений Последнее объясняется тем, что падает чувствительность и возрастает уро вень сигналов, не входящих в полосу регистрации. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в магнитном вариометре, содержащем последовательно соединенные магнитостатический датчик, преобразователь угла его поворота в электрический сигнал, выходной усилитель и элемент обратной связи по магнитному полю, введены последовательно соединенные с выходным усилителем п звеньев, выполненных в виде последовательно соединенных дифференцирующей цепи и усилителя, а также п элементов обратной связи, включенных между выходом соответствующего усилителя и входом магнитостатического датчика. На чертеже представлена блок-схема вариометра. Устройство содержит магнитостатический датчик 1, преобразователь 2 угла поворота подвижного магнита в электрический сигнал, усилители 3 6, дифференцирующие цепи элементы 10-13 обратной связи (обмотки колец Гельмгольца).

Вариометр работает следующим образом.

Под воздействием вариаций магнитного поля подвижный магнит датчика 1 поворачивается. Это приводит к изменению тока на выходе преобразователя 2. Усиленный сигнал поступает в элемент 10 обратной связи. В том случае, когда эта связь отрицательна, ее действие эквивалентно увеличению жесткости нити, на которой подвешен подвижный магнит. Выход этого усилителя является и выходом вариометра. Действие второй цепи обратной связи (дифференцирующая цепь 7, усилитель k, элемент 11 обратной связи ) эквивалентно изменению (обычно увеличению сил трения, действующих на подвижный магнит. На выход 14 сигнал поступает после дифференцирующей цепи 7 - низкочастотные составляющие ослаблены, а высокочастотные подчеркнуты.

Магнитный вариометр, содержащий последовательно соединенные магнитостатический датчик, преобразователь угла его поворота в электрический сигнал, выходной усилитель и элемент обратной связи по магнитному полю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные с выходным усилителем-п звеньев, выполненных в виде последовательно соединенных диффе|зенцирующей цепи и усилителя, а также п элементов обратной связи, включенных между выходом соответствующего усилителя и входом магнитостатического датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Магнитометр электроразведочный МЭ-71. Наставление по эксплуатации магнитотеллургической лаборатории МТ-71. М., 1972. 5 .4 С помощью первой из вновь введенных цепей обратной связи (дифференцирующая цепь 8, усилитель 5, элемент 13 обратной связи) может изменяться.собственная частота вариометра, так как действие силы, создаваемой этой цепью обратной связи, равносильно введению положительного или отрицательного момента инерции. Вторая дополнительная цепь обратной связи (дифференцирующая цепь 9, усилитель 6, элемент обратной связи 12) по своему действию аналогична действию сил трения при больших скоростях движения. С помощью первой из введенных цепей, в зависимости от полярности подключения, обмотка колец Гельмгольца может увеличивать или уменьшать собственную частоту вариометра в широких пределах, независимо от глубины элемента 10 обратной связи. С помощью второй введенной цепи 9, усилителя 6, элемента 12 обратной связи регулируется форма частотной характеристики вариометра. Использование новых элементов позволяет разрабатывать целый ряд вариометров с различной полосой пропускания. Сочетание высокой чувствительности и оптимальной полосы пропускания обеспечит более высокую точность измерений. Формула изобретения