SU834630A1 - Устройство дл измерени параметровпЕРЕМЕННОгО МАгНиТНОгО пОл - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность измерений, обусловленна  тем, что в нем не предусмотрены элементы коррекции сдвига фазы тока в катушке, по вл ющегос  при изменении частоты генератора переменного напр жени , фаза тока коммутации, питающа  усилитель но-преобразовательный каскад (синхронный детектор) не св зана с фазой тока катушки , отсутствует возможность измерени  тока в катушке синхронным способом, т.е. с использованием упом нутых усилительно-преобразовательного каскада и регистрирующего устройства. Цель изобретени  - повышение точности измерений параметров переменного магнитного пол . Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  параметров переменного магнитного пол , содержащее магнитометр с направленным датчиком и подключенным к нему усилительно-преобразовательным блоком, генератор переменного напр жени  звуковой частоты,.обмотку, расположенную соосно датчику, двухполупериодный синхронный детектор и подключенный к нему регистрирующий прибор, элементы цепи обратной св зи по магнитному полю, подключенные к выходу усилительнопреобразовательного блока, снабжено аттенюатором напр жени  и образцовым резистором , подключенным к упом нутому генератору и обмотке, масштабным блоком, последовательно соединенным с масштабным усилителем, формирователем пр моугольных импульсов тока и усилителем-ограничителем импульсов тока, а также переклю чателем рода работ, при этом масштабный блок механически сопр жен с аттенюато.ром напр жени , вход масштабного усилител  подключен к образцовому резистору, а выход - к одному из неподвижных контактов переключател  рода работ, подвижный контакт которого подключен к выходу усилител -ограничител , а второй подвижнрмй контакт переключател  рода работ соединен с выходом усилительно - преобразовательного блока. Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , на котором представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  параметров переменного магнитного пол . Устройство содержит магнитометр 1 с направленным датчиком 2 и усилительнопреобразовательный блок 3, генератор 4 переменного напр жени  звуковой частоты, обмотку 5, включенную в цепь генератора 4 и расположенную соосно датчику 2, двухполупериодный синхронный детектор 6, регистрирующий прибор 7, элементы цепи обратной св зи по полю - катушка 8 обратной св зи и четырехполюсник 9, аттенюатор 10 напр жени , образцовый резистор 11, масштабный усилитель 12, масштабный блок 13, формировать . :ь 14 пр моугольных импульСОВ тока, усилитель,-ограничитель 15 импульсов тока и переключатель 16 рода работ. Аттенюатор 10 напр жени  подключен к выходу генератора 4, образцовый резистор 11 включен последовательно с обмоткой 5, масштабный блок 13 механически сопр жен с аттенюатором 10 (имеют общую ручку управлени ), вход масштабного усилител  12 подключен, к образцовому резистору 11, а выход - к,формирователю 14 пр моугольных импульсов тока и одному из неподвижных контактов 17 переключател  16, подвижный контакт 18 которого соединен с сигнальным входом синхронного детектора 6, выход формировател  14 пр моугольных импульсов через усилитель-ограничитель 15 соединен с коммутирующим входом cHHxpqHного детектора 6. Установка дл  измерени  параметров переменного магнитного пол  работает следующим образом. В обмотку 5 через аттенюатор 10 и образцовый резистор 11 подаетс  переменный синусоидальный ток звуковой частоты, вырабатываемый генератором 4. Протека  по обмотке 5 переменный ток создает переменное поле В (t) B,sin5it , сделЕ -кругова  частота и В„-амплитуда пол . Поле B(t) действует на датчик 2 магнитометра 1. Одновременно на датчик 2 действует и внешнее посто нное поле В,, например магнитное поле Земли. В результате на выходе усилительно-преобразовательного блока 3 магнитометра 1 по вл етс  сигнал в виде суммы посто нного и переменного напр жени  l/t Vi-f Csin (), где сдвиг фазы, обусловленный динамическими характеристиками магнитометра 1. Посто нна  составл юща  напр жени  Ve, поступа  на четырехполюсник 9, в общем случае выполн ющего роль фильтра нижних частот, вызывает в катущке 8 обратной св зи ток, уравновещивающий в объеме датчика 2 магнитомет ра 1 посто нное поле Во. Компенсаци  посто нного пол  В обеспечивает благопри тный режим дл  измерени  параметров переменного магнитного пол  B(t). В режиме измерени , когда подвижный контакт 18 переключател  16 замкнут с верхним неподвижным контактом 17, выход маг-, нитометра 1 соединен с сигнальным входом синхронного детектора 6. При этом, если используетс  двухполупериодный синхронный детектор, то посто нна  составл юща  Vb или ее часть не вызывают на выходе ложногосигнала . Показани  регистрирующего прибора 7 в этом случае пропорциональны только измер емому параметру переменного пол  B(t). Прц этом точность измерений не будет зависеть от изменени  амплитуды и частоты пол  B(t), поскольку с уменьшением амплитуды тока, вырабатываемого генератором 4, увеличиваетс  в соответствующее число,раз масштаб усилител  12, что

достигаетс  за счёт механического сопр жени  аттенюатора 10 напр жени  с масштабным блоком 13, при изменении частоты генератора 4 сдвиг фазы тока в обмотке 5 учитываетс  за счет того, что вход масштабного усилител  12 подключен к образцовому резистору 11, включенному последовательно с обмоткой 5, а его выход - к формирователю 14 пр моугольных импульсов тока, а затем через усилитель-ограничитель 15 - к коммутируюшему входу синхронного детектора 6. Следовательно, в установке автоматически учитываетс  не только сдвиг фазы тока в цепи обмотки.5, но и осуществл етс  жecfкa  св зь между фазой тока обмотки 5 и тока коммутации, питающего синхронный детектор 6, независимо от изменени  амплитуды и частоты генератора 4.

В режиме контроль тока когда подвижный контакт 18 переключател  16 замкнут с нижним неподвижным контактом 19 с сигнальным входом синхронного детектора 6 будет соединен выход масштабного усилител  12. Показани  прибора 7 в этом случае пропорциональны измер емому параметру тока, протекающему в обмотке 5. В силу причин, указанных выше, точность измерени  параметров тока также не будет зависеть от изменени  амплитуды и частоты генератора 4. Следовательно нар ду с обеспечением высокой точности измерени  параметров переменного пол , создаваемого обмоткой 5, в предлагаемой установке обеспечиваетс  и высока  точность измерени  параметров тока, протекающего в обмотке 5.

Возможность последовательного измерени  параметров переменного пол  и переменного тока синхронным способом сообщает предлагаемой установке прецизионные свойства. Эти свойства определ ютс  степенью взаимнокоррекл ционной фильтрации периодических сигналов на фоне некогерентных помех и щумов и тем выше, чем больше врем  интегрировани  результатов перемножени  полезного сигнала с некоторой весовой функцией, измен ющейс  синхронно и синфазно с сигналом. В устройстве роль перемножител  и интегратора выполн ет двухполупериодный синхронный детектор 6, роль канала формировани  синфазной весовой функции выполн ют образцовый резистор И, включенный последовательно с.обмоькой 5, масштабный усилитель 12 с масштабным блоком 13, формирователь 14 пр моугольных импульсов тока и усилитель-ограничитель импульсов тока 15.

Предлагаемое устройство может быть использовано в практике определени  магнитных характеристик вешеств, в частности магнитной восприимчивости, при воздействии переменных полей различных частот. Испытуемый образец при этом размещаетс  вблизи обмотки 5 и датчика 2 магнитометра 1. Устройство может быть использовано также дл  скрытого поиска или счета намагниченных и провод щих объектов. В метрологической практике устройство может быть использовано в качестве образ-цовой меры при поверке магнитометров переменных полей. В этом случае магнитометр 1, содержащий направленный датчик 2.и усилительно-преобразовательный блок 3 как раз и  вл етс  повер емым. Измен   амплитуду и частоту переменного тока, протекающего в обмотке 5, а также амплитуду переменного напр жени  на выходе магнитометра 1 с помощью синхронного детектора 6 и регистрирующего прибора 7, можно получить семейство градуированных характеристик магнитометра 1 с учетом его динамических свойств .

Предлагаемое устройство позволит повысить точность измерений параметров переменного магнитного пол  более чем на пор док . При этом высока  разрешающа  способность установки обеспечиваетс  и при наличии значительного уровн  внещних некогерентных помех, т.е. в процессе эксплуатации установки не возникает необходимость в применении экранирующих камер (экранов ), защищающих установку от внешних помех.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  параметров переменного магнитного пол , содержащее магнитометр с направленным датчиком и подключенным к нему усилительно-преобразовательным блоком, генератор переменного напр жени  звуковой частоты, обмотку, расположенную соосно датчику, двухполупериодный синхронный детектор и подключенный к нему регистрирующий прибор, элементы цепи обратной св зи по магнитному полю, подключенные к выходу усилительно-преобразовательного блока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, оно снабжено аттенюатором напр жени  и образцовым резистором, подключенным к упом нотому генератору и обмотке, масштабным блоком, последовательно соединенным с масштабным усилителем, формирователем пр моугольных импульсов тока и усилителем-ограничителем импульсов тока, а также переключателем рода работ, при этом масштабный блок механиче.ски сопр жен с аттенюатором напр жени , вход масштабного усилител  подключен к образцовому резистору , а выход - к одному из неподвижных контактов переключател  рода работ, подвижный контакт которого подключен к выходу усилител -ограничител , а второй подвижный контакт переключател  рода, работ соединен с выходом усилительно-преобразовательного блока.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Афанасьев Ю. В., Студенцов Н. В., Хорев В. Н., Чечурина Е. Н. и Щелкин А. П.

   Средства измерени  параметров магнитного пол . Л. «Энерги , 1979.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 106425, кл. G 01 R 33/16, 1960.