Способ измерения слабых постоянных магнитных полей и индикации нуля магнитного поля

 

№ 119500

Класс 2le, 12

СССР "" "-;сявэ я

11А ТЕ 11Т11 0

T EE. =ИВТЕул

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. А. Ухин

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СЛАБЫХ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТНЫХ

ПОЛЕЙ И ИНДИКАЦИИ НУЛЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Заявлено 6 января 1958 г. за № 589156/24 в Комитет по делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Известен способ измерения слабых постоянных магнитных полей и индикации нуля магнитного поля, использующий систему из двух магнитно-насыщенных зондов, один из которых помещается в измеряемом поле, а другой от него экранируется.

Существенный недостаток этого способа заключается в необходимости полного размагничивания ферромагчпггного сердечника зонда, так как в противном случае невозможно определить нуль поля с точностью более высокой, чем величина коэрцитивной силы используемого материала сердечника. Это обстоятельство ограничивает точность определения нуля поля величи1тами + 0,05 эрст при использовании высококачественных пермаллоев.

С целью повышения чувствительности зондов, предлагается их магнитные сердечники возбуждать переменным магнитным полем, которое значительно больше, чем измеряемые полч, и определять величину последних, измеряя угол сдвига IIQ фазе между импульсами, индуктируемыми во вторичных обмотках обоих зондов.

Измерение указанного сдвига по фазе можно осуществлять путем подачи сравниваемых импульсов после их усиления и формирования на схему совпадений либо с помощью фазово-импульсного детектора, составленного из трех триггеров, обеспечивающих заряд накопительного конденсатора до напряжения, пропорционального величине отрезка времени между сравниваемыми импульсами.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа с использованием схемы совпадений, где буквами М, и

h4 обозначены магнитные зонды, первичные обмотки которых питаются однИм и тем же переменным током частотой 50 гц, возбуждающим переменное поле, действующее на сердечники. Частичную стабилизацию этого тока по амплитуде без воздействия на. его форму можно осуществить с помощью термисторов. № 119600

Импульсы, поступающие с вторичных обмоток зондов, усиливаются и формируются в усилительно-формирующих каскадах У, и У2. С каскадов У и У2 импульсы поступают на схему совпадений СС. Случаи совпадения импульсов во времени отмечаются стрелочным прибором, установленным после регистратора P.

Для того, чтобы иметь возможность определять знак или направление небольших постоянных полей, необходимо относительные временные сдвиги одного импульса относительно другого перевести в изменение напряжения.

Исследуемый импульс, поступающий с зонда, помещенного в измеряемом поле, может отставать от опорного импульса, снимаемого с экранированного зонда, или опережать его в зависимости от знака магнитного поля. При переходе поля через нулевое значение будет наблюдаться совпадение опорного и исследуемого импульсов.

Для определения знака поля необходимо, чтобы отставанию и опережению исследуемого импульса относительно опорного соответствовало на выходе прибора напряжение того или иного знака. Последнее может быть достигнуто при использовании вместо схемы совпадений фазово-импульсного детектора (см. фиг. 2).

На блок-схеме -(фиг. 2) обозначено: А и Б — входы опорного и, соответственно, исследуемого импульсов; T> — триггер, управляющий зарядным устройством ЗУ; T2 — триггер, управляющий разрядным устройством РУ; T3 — триггер возврата; 8 — линия задержки; С вЂ” накопитальный конденсатор.

В случае опережения опорного импульса срабатывают триггер Т>, управляющий зарядным устройством ЗУ, и триггер возврата Т3. После этого начинается заряд накопительного конденсатора С, продолжающийся до момента прихода исследуемого импульса, вызывающего срабатывание триггера Т2, управляющего разрядным устройством РУ. При этом срабатывает триггер возврата Т, который возвращается в свое исходное состояние и одновременно возвращает в исходное состояние остальные два триггера. Так как при этом триггер Т>, воздействующий на разрядное устройство РУ, остается вне своего исходного состояния очень короткое время, определяемое цепью задержки 8, то за это время конденсатор С не успевает полностью разрядиться и на нем остается некоторый заряд, пропорциональный по величине паузе между импульсами, а по знаку соответствующий опережению опорного импульса.

В случае запаздывания опорного импульса относительно исследуемого работа схемы происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что в первую очередь действует разрядное устройство. При этом заряд на накопительном конденсаторе также оказывается пропорциональным по величине паузе между импульсами, а по знаку — обратным первому случаю.

Таким образом, напряжение на выходе фазово-импульсного детектора будет пропорционально относительному сдвигу между импульсами и будет менять свой знак при перемене временного соотношения между импульсами.

Предмет изобретения

Способ измерения слабых постоянных магнитных полей и индикации нуля магнитного поля с помощью системы из двух магнитно-насыщенных зондов, один из которых помещен в измеряемом поле, а другой от него экранирован, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности зондов, их магнитные сердечники возбуждают переменным магнитным полем, значительно большим измеряемых полей, и определя№ 119600 ют величину последних, измеряя угол сдвига по фазе между импульсами, индуктируемыми во вторичных обмотках обоих зондов, например, путем подачи сравниваемых импульсов после их усиления и формирования на схему совпадений либо с помощью фазово-импульсного детектора, составленного из трех триггеров, обеспечивающих заряд накопительного конденсатора до напряжения, пропорционального величине отрезка времени между сравниваемыми импульсами.

Фиг.f

Комитет по делам изобретений и открытий при CQBcTc Министров СССР

Редактор Л. А. Блатова Гр. 9$

Типография Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 и. л. Зак. 8280

Подп. к печ. 14.Ч-59 г.

Тнр. 785 Цена 50 коп.