Магнитометр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

(S) МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике,и, прежде всего к магнитонетрии. Известен магнитометр, который сос тоит из генератора тока возбуждения, измерительного контура, блока амплитудного детектирования и регистрирую щего блока. Катушка измерительного контура имеет сердечник из тонкой ферромагнитной пленки с одноосной анизотропией. Поле катушки направле но вдоль оси трудного намагничивания пленки. Генератор тока возбуждения через конденсатор связи подключе к измерительному контуру. К этому же контуру подключен блок амплитудного детектирования, к выходу которого подключен регистрирующий блок. Под действием измеряемого внешнего магнитного поля, приложенного в направ лении оси Легкого намагничивания пленки, изменяется магнитная проницаемость сердечника вдоль оси труд,ного намагничивания и индуктивность катушки измерительного контура. Значение индуктивности связано с величиной напряжения на измерительном контуре, который вместе с конденсатором связи образует делитель напряжения, питаемый генератором тока возбуждения. Изменение индуктивности измерительного контура приводит к изменению высокочастотного .напряжения на нем, которое определяется с помощью блока амплитудного детектирования и фиксируется регистрирующим блоком Cl 1. НедостаткЬм известного магнитометра является то, что в нем применен делитель, в котором на магнитное поле реагирует только одно плечо, а второе плечо (конденсатор связи) является пассивным. Такое решение не позволяет полностью реализовать возможную чувствительность магнитс 4етра данного типа. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. Поставленная цель достигается тем что 8 магнитометр, содержащий генератор, измерительный контур, снабжен ный магниточувствительным сердечником, и блок амплитудного детектирова ния, вход которого соединен с измерительным контуром, а выход - с регистрирующим блоком, введен второй измерител яый контур, снабженный маг- ниточувствительным сердечником, вклю ченный между выходом генератора и первым измерительным контуром, приче резонансные частоты обоих измеритель ных контуров сдвинуты в противополож ные стороны по отношению к частоте генератора. На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства. Генератор ycтpoиcfва выполнен в виде кварцевого генератора 1 на тран зисторе. Кварцевый резонатор 2 включен между коллектором и базой транзистора , 1 . В базовой цепи включены также конденсатор 3 и резистор .В кол лекторной цепи транзистора 1, в качестве нагрузки генератора,последова тельно включены два измерительных конт ра и диод 5.Первый измерительный контур представляет собой параллельный колебательный контур из конденсатора 6 и катушки 7 индуктивности Катушка 7 имеет токопленочный магниточувствитёльный сердечник 8 с осью 9 легкого намагничивания. Второй измерительный контур аналогичен первому. Он включает в себя конденсатор 10, катушку 11 с магниточувствительным сердечником 12, ось 13 легкого намаг ничивания которого ориентирована так же, как и в первом контуре. Параллел но первому измерительному контуру и диоду 5 подключен блок амплитудного детектирования. Этот блок состоит из эмиттерного повторителя на транзисторе И, в цепи эмиттера которого включён параллельный фильтр низкой частоты из резистора 15 и конденсатора 16. Регистрирующий блок 17 подключен к выходу эмиттерного повторителя. Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода генератора частоты ииц подается на высокочастотный делитель, состоящий из двух измерительных контуров. Собственная резонансная частота первого измерительного контура равна иол а второго Ui(52 . Величины и iU(jQ выбраны . 4 таким образом, что частота и;ц расположена на противоположных склонах резонансных характеристик этих контуров. При этом комплексные сопротивления первого и второго измерительного контура для частоты и/ц равны z и z,j соответственно. При воздействии измеряемого магнитного поля на магниточувствительные сердечники 8 и 12 изменяется индуктивность катушек 7 и 11, что приводит к изме02. В резульчастот tu сопротивления z. высокочастотного делителя, составленного из двух измерительных контуров, изменяются в противоположные стороны, т.е. z увеличивается, а Z|2 уменьшается, и наоборот. Это приводит к удвоению изменения величины, снимаемого с первого измерительного контура высокочастотного напряжения, по сравнению с известным устройством. Амплитудно-модулированный измеряемым магнитным полем высокочастотный сигнал подается на блок амплитудного детектирования, представляющий собой эмиттерный повторитель с низкочастотным фильтром в цепи эмиттера. Диод 5, включенный в прямом направлении, обеспечивает необходимый режим работы транзй(стора И по постоянному току. На выходе блока амплитудного детектирования выделяется огибающая высокочастотного напряжения, которая соответствует измеряемому магнитному полю. Сигнал огибающий фиксируется регистрирующим блоком 17. Предлагаемое устройство имеет более высокую чувствительность по сравнению с известным устройством. Увеличение чувствительности достигнуто за счет использования в качестве измерительного преобразователя высокочастотного делителя, .плечами которого служат два расстроенных в разные стороны по отношению к частоте возбуждения измерительных контура. При воздействии переменного магнитного поля на измерительный преобразователь величины сопротивлений плеч делителя меняются противоположно и синхронно, что вызывает удвоение амплитуды модуляции напряжения на каждом контуре. Кроме того, поскольку суммарное сопротивление обоих плеч делителя остается неизменным, то сопротивление нагрузки генератора сохраняется постоянным. Последнее обе