Малогабаритный высокочувствительный магнитометр Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения величины и знака напряженности магнитных полей малой интенсивности. Известны магнитометры, предназна ценные для измерения векторных величин магнитного поля, состоящие из трех независимых -каналов, измерител ного и двух ориентирующих, трех фер розондов, магнитные оси которых образуют трехгранник с прямыми углами 11 Однако данный магнитометр сложен в изготовлении и настройке. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является, феррозондовый магнитометр, содержащий соединенные последовательно генератор, дифференциальный феррозонд избирательный усилитель, синхронный детектор и удвоитель частоты -j, Однако известный магнитометр так же сложен в изготовлении и настройке, имеет большие габариты, так как содержит генератор, удвоитель частоты, избирательный усилитель (фильтр) и синхронный детектор. Кроме того, технология настройки трудоемка изза того, что он содержит резонансные цепи, а температурный уход частоты генератора влияет на точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что малогабаритный высокочувствительный магнитометр, содержащий генератор, а также последовательно соединенные дифференциальный феррозонд и фильтр, снабжен делителем частоты на два,Д-триггером и фазосдвигающей цепью, причем вход делителя частоты на два соединен с первым выходом генератора, а выход - с входом дифференциального феррозонДа, первый вход Д-триггера подключен к выходу фильтра, второй вход которого связан с вторым выходом генератора, а второй вход Д-триггера подключен к второму выходу генератора через фаз сдвигакхчую цепь. На чертеже приведена функциональ ная схема магнитометра. Магнитометр содержит генератор 1 дифференциальный феррозонд 2, выход которого соединен с входом синхронного фильтра 3, другой вход которог подключен к выходу генератора 1 . Генератор 1 через делитель k частоты на два соединен с феррозондом 2 и входом синхронизации Д-триггера 5 через фазосдвигающую цепь 6, выхо синхронного фильтра 3 соединен с входом Д-триггера 5. Магнитометр работает следующим о разом. По цепи возбуждения дифференциал ного феррозонда 2 течет переменный ток, который периодически насыщает его магнитопровод. В отсутствие маг нитного поля дифференциальными феррозонд 2 сбалансирован и на его выходе напряжение равно нулю. Магнитное поле, в которое помещается дифференциальный феррозонд 2, разбалан сирует его. Напряжение на выходе дифференциального феррозонда 2 пропорционально величине магнитного поля, его частота равна удвоенной частоте возбуждения сердечника или равна частоте генератора 1. Синхрон ный фильтр 3 выделяет напряжение с дифференциального феррозонда 2 на удвоенной частоте возбуждения серде ника, т„е. на второй гармонике частоты возбуждения дифференциального феррозонда 2.Всякое изменение часто генератора 1 не сказывается на точн сти измерения магнитного поля, так как синхронный фильтр 3 перестраивается за частотой генератора 1 син ронно. С выхода синхронного фильтра 3 снимается напряжение прямоугольной формы, изменяющееся по фазе в зависимости от знака поля на 180. (модуль вектора Н магнитного поля ;,Д -три1- гер 5 выполняет роль фазового различителя. Логические нули или единицы на его выходе соответствуют знаку магнитного поля (нуль-ррган). Предлагаемый магнитометр может быть выполнен в монолитной микросхеме на бескорпусных цифровых микросхемах одной серии, что не требует дополнительных межкаскадных согласований и настройки магнетометра после изготовления, кроме балансировки феррозонда. Температурный уход частоты генератора не влияет на точность магнитометра. Формула изобретения Малогабаритный высокочувствительный магнитометр, содержащий генераторj а также последовательно соединенные дифференциальный феррозонд и фильтр, отличающийся тем, чт9, с целью повышения точности измерения, он снабжен делителем частоты на два, Д-триггером и фазосдвигающей цепью, причем вход делителя частоты на два соединен с первым выходом генератора, а выход - с входом дифференциального феррозонда, первый входДтриггера подключен к выходу фильтра, второй вход которого связан с вторым выходом генератора, а второй входДтриггера подключен к второму выходу генератора через фазосдвигающую цепь. Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Афанасьев Ю.8. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. Ленинград. Энергия, 1972, с, 166-167. 2.Афанасьев Ю.В. Феррозонды. Ленинград, Энергия, 19б9, с, 10.

Befli(4UHa

/

Jfiaf(

7ч