Устройство для измерения переменного магнитного поля

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано, например, при физико-химических исследованиях.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. Устройство содержит магнитоиндукционный датчик 5, амплитудный детектор 9 и .18, регистрирующий прибор 10 и блокирующий и сглаживающий дроссели 1 и 19 соответственно. Цель изобретения достигается за счет использования автогенератора 6, в качестве элементов которого, в целях ; переменного и постоянного токов,включены магниторезистивные датчики 2, 3 и 4, а также включения магнитоиндукционного датчика 5, управлякнцего .варикапом 21,включенным в колебательньй контур. Датчики подобраны таким образом, чтобы обеспечить суммарное увеличение чувствительности автогенератора 6 переменных магнитных полей . Кроме того, автогенератор выW полнен на транзисторе по схеме с общим эмиттером и С кварцевой стабилизацией частоты. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. IS5 М СО too ел 1СЛ

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

) сю 4 С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АSTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРствекный номитет ссср по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3916497/24-21 (22) 26.06.85 (46) 30.11.86. Бюл. N 44 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) Э.И.Арш и А.М.Павлюк (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 457049, кл. С 01 R 33/00, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано, например, при физико-химических исследованиях. Цель изобретения — повьппение чувствительности устройства. Устройство содержит

„„SU„„1273855 А1 магнитоиндукционный датчик 5, амплитудный детектор 9 и 18, регистрирующий прибор 10 и блокирующий и сглажи вающий дроссели и 19 соответственно.

Цель изобретения достигается эа счет использования автогенератора 6, в качестве элементов которого, в целях переменного и постоянного токов,включены магниторезистивные датчики 2, 3 и 4, а также включения магнитоиндукционного датчика 5, управляющего .варикапом 21,включенным в колебательный контур. Датчики подобраны таким образом, чтобы обеспечить суммарное увеличение чувствительности автогенератора 6 переменных магнитных полей. Кроме того, автогенератор выполнен на транзисторе по схеме с о6щим эмиттером и с.кварцевой стабилизацией частоты, 1 s,ï. ф-лы. 2 ил.

1273855

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения параметров переменных магнитных полей автогенераторным резонансным способом с использованием бесконтактных датчиков, и может быть применено при физико-химических исследованиях, в геологоразведке, в измерениях наводок магнитных полей и коэффициента экранирования.

Цель изобретения — повышение чувствительности путем выполнения автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты с тремя входами управления амплитудой и одним входом управления частоты и введения трех магниторезистивных датчиков, варикапа, дросселя и второго амплитудного детектора.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — резонансные кривые датчиков.

Устройство содержит блок 1 датчиков, состоящий из первого 2, второго

3 и третьего 4 магниторезистивных дат-, чиков и магнитоиндукционного датчика 5, соединенные кабелем с измери тельным автогенератором, выполненном на транзисторе 6 со стабилизацией частоты с помощью кварца 7, с тремя входами управления амплитудой и одним входом управления частотой резистора 8, последовательно соединенные первый амплитудный детектор 9 и регистратор 10,блокирующие дроссель 11 и конденсатор 12, резистор 13, конденсатор 14, разделительный конденсатор 15, резисторы 16 и 17 второй амплитудный детектор 18, сглаживающий дроссель 19, конденсатор 20,варикап 21 и катушку 22 индуктивности.

Устройство работает следующим образом.

Автогенератор собран на транзисторе 6 и кварце 7, Резистор 13 и первый магниторезистивные датчик 2 с резистором 16 образуют делитель базовой цепи смещения транзистора 6.

Конденсатор 14 и второй магниторезистинный датчик 3 с резистором 17 образуют эмиттерную цепь автосмещения транзистора 6. Конденсатор 20, варикап 2 1 и катушка 22.индуктивности образуют колебательный контур .автогенератора. Третий магниторезистивный датчик 4 и резистор 8 образуют цепь шунтировки резонансного контура. Последовательно соединенные магнитоиндукционный датчик 5, амплитудный детектор 18 и дроссель 19 образуют цепь управления колебательным контуром по частоте. Дроссель 11 и конденсатор

5 12 образуют цепь блокировки источника питания по высокой частоте. Датчики 2 — 5 подключены к общей шине устройства, что позволяет объединить их в один блок 1 датчиков. В исходном

1О состоянии (блок 1 датчиков находится вне магнитного поля), транзистор 6 находится в рабочем режиме, и автогенератор генерирует высокостабильные колебания с собственной частотой f

1S (фиг,2). Колебательный контур, состоящий из катушки 22 индуктивности и емкостного делителя, образованного конденсатором 20 и варикапом 2 1, настроен на частоту f, несколько боль20 шую чем частота f, (фиг,2). На выходе первого амплитудного детектора 9 устанавливается напряжение с начальной амплитудой А1 (фиг.2).

При введении блока 1 датчиков в переменное магнитное поле происходит следующее.

В обмотке магнитоиндукционного. датчика 5 под действием магнитного поля наводится ЭДС, и на выходе дат30 чика 5 появляется переменное напряжение. Магнитоиндукционный датчик

5 представляет собой экспериментально испытанный преобразователь для измерения переменных магнитных полей, Напряжение с выхода магнитоиндукцион5 ного датчика 5 поступает на вход второго амплитудного детектора 18,преобразуется из переменного в постоянное и проходит через сглаживающий

Ю дроссель 19. На катоде варикапа 21 появляется положительный потенциал, под действием которого емкость варикапа 21 увеличивается. Поскольку варикап 21 является элементом колеФ

4g бательного контура, собственная часто- та колебательного контура уменьшает- . ся и становится равной частоте f

2 (фиг.2). На выходе первого амплитудного детектора 9 устанавливается пор> стоянное напряжение с амплитудой А2 (фиг.2). Таким образом магнитоиндукционный датчик 5 управляет работой измерительного автогенератора по частоте в результате чего на выходе первого амплитудного детектора 9 получают полезный сигнал с амплитудой А2 (фиг.2), пропорциональный ин дукции магнитного поля, Под дейстз 12738 вием переменного магнитного поля третий магниторезистивный датчик 4 увеличивает сопротивление. Магниторезистивный датчик 4 представляет собой гальваномагниторекомбинационный йреобразователь на основе германия. Включенный параллельно колебательному контуру магниторезистивный датчик 4 расшунтирует его, что способствует увеличению добротности.В результате

1 увеличения добротности напряжение на контуре увеличивается до амплитуды

АЗ (фиг.2), Таким образом третий магниторезистивный датчик 4 управляет работой измерительного автогенератора по амплитуде, в результате чего полезный сигнал на выходе первого амплитудного детектора 9,пропорциональный величине магнитоиндукции, увеличивается до амплитуды АЗ (фиг.2) .Работу первого и второго магниторезистивных датчиков 2 и 3 целесообразно рассматривать одновременно.

Причем датчики 2 и 3 подобраны таким образом, чтобы под действием магнит- 25 ного поля сопротивление первого магниторезистивного датчика 2 увеличивалось,а сопротивление второго магниторезистивного датчика 3 уменьшалось °

Так как датчик 2 включен в нижнее плечо базового делителя транзистора

6, увеличение сопротивления нижнего плеча ведет к увеличению положительного потенциала на базе тр нзистора ,6, что способствует увеличению амплитуды переменного напряжения на колебательном контуре, За счет уменьшения сопротивления второго магниторезистивного датчика 3, стоящего в эмиттерной цепи автосмещения транзистора 6, уменьшается отрицательный потенциал на базе транзистора 6, что также ведет к увеличению амплитуды переменного напряжения на колебательном контуре.

Таким образом, первый и второй магниторезистивные датчики 2 и 3 оказывают влияние на режим работы транзистора 6, в результате чего до50 стигается управление работой измерительного автогенератора но амплиту55 4 де, а это способствует увеличению полезного сигнала на выходе первого амплитудного детектора 9. Все датчики работают на увеличение полезного сигнала в зависимости от значения индукции переменного магнитного поля, что значительно увеличивает чувствительность устройства. Сигнал, пропорциональный магнитной индукции переменного магнитного поля после детектирования подается на регистрирующий прибор.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения переменного магнитного поля, содержащее . автогенератор,магнитоиндукционный датчик, подключенный к одному иэ входов автогенератора, последовательно соединенные с ним амплитудный детектор. и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены три магниторезистивных датчика, варикап, дроссель и второй амплитудный детектор, причем первый магниторезистивный датчик включен между первым входом автогенератора и общей шиной устройства, второй магниторезистивный датчик включен между вторым входом автогенератора и общей шиной устройства, третий магниторезистивный датчик включен параллельно колебательному контуру автогенератора, а выход магнитоиндукционного датчика через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и дроссель подключен к конденсатору колебательного контура автогенератора и катоду варикапа, анод которого соединен с общей шиной устройства.

2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что автогенератор выполнен на транзисторе по схеме с общим эмиттером и с кварцевой стабилизацией частоты, база ко;торого соединена с первым входом автогенератора, эмиттер соединен с вторым входом, коллектор через разделительный конденсатор — с выходом автогенератора.

1273855

Составитель Л,Устинова

Техред Л.Сердюкова Корректор Jl,Ïàòàé

Редактор Л.Пчелинская

Эаказ 6472/43

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4