Флюксметр

 

<ц907478

Союз Советских

Социалистических

Республик .

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Задавлено 19. 06. 80 (21) 2941742/18-21 (51) М. Кл.

G 01 R 33/ОО с присоединением заявки РЙГосударстиеииый комитет

СССР (23) П рнорнтет

Опубликовано 23 02 82 ° Бюллетень Ле 7 ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .44(088.8) Дата опубликования описания 23.02. 82 (72) Авторы изобретения

В.В.Масалов, П.А.Бахтин и В.И.Махов (7!) Заявитель (54) ФJIOKCHETP

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения небольших относительных изменений потока магнитного поля при периодических. больших возмущениях.

Известны флюксметры на основе одноконтактных или двухконтактных сверх.проводящих квантовых интерферометров (сквидов) в которых сквид является нуль-детектором, а измеряемый поток компенсируется с помощью катушки обратной с.вязи (1) .

Недостатком устройств такого типа является то, что динамический диапазон определяется, в основном, динамическим диапазоном электронной. аппаратуры, обрабатывающей си гнал со сквида, и при превышении измеряемого потока сверх рабочего диапазона флюксметра происходит сдвиг рабочей точки прибора на целое число квантов магнитного потока или захват потока в сверхпроводящий контур сквида. Пос-, ле снятия перегрузки рабочая точка флюксметра не возвращается в прежнее положение, т. е. нарушается калибровка прибора.

Наиболее близким к изобретению является флюксметр, содержащий сверхпроводящий квантовый интерферометр, катушку обратной связи, усилитель и инте гратор. Он поз воляет вести конт роль измеряемого потока при изменении его на целое число квантов (2).

Недостатком таких приборов также

RBJlR8TcR то, что их динамический диапазон ограничен захватом потока в сверхпроводящий контур сквида, что не позволяет перегружать прибор (изза нарушения калибровки его нулевой точки) .

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем, что флюксметр, содержащнй сверх- проводящий квантовый интерферометр с подключенным параллельно генеоатором тока и индуктивно.связанной с

478

30

i0

4S

55

3 907 ним катушкой обратной связи, соединенный с последовательно соединенными усилителем и интегратором, через резистор подключенный к катушке обратной связи, снабжен инвертирующим усилителем с антилогарифмической амплитудной характеристикой и ключом, подсоединенным к выходу усилителя, при этом вход инвертирующего усилителя подключен к катушке обратной связи через резистор, а управляющий вход ключа подключен к выходу усилителя.

На чертеже приведена блок-схема устрой ст ва.

Схема содержит сверхпроводящий квантовый интерферометр 1, усилитель 2, интегратор 3, резистор 4, катушку 5 обратной связи, резистор 6, инвертирующий усилитель 7, ключ 8, генератор тока 9.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение со сверхпроводящего квантового интерферометра (сквида), 1, например двухконтактного, усиливается усилителем 2, например усилителем постоянного тока с постоянным сдвигом уровня усиливаемого сигнала. Усиленный сигнал поступает на интегратор 3 и с него через резистор 4 на катушку 5 обратной связи, индуктив1но связанную со сквидом. На ту же катушку 5 обратной связи через резистор 6 подается сигнал с выхода инвертирующего усилителя 7, вход которого подключен к выходу усилителя 2 через ключ 8, при этом ключ управляется выходным напряжением усилителя 2 и срабатывает при увеличении измеряемого сигнала сверх заданной величины. Для обеспечения требуемой рабочей точки скопида служит генератор 9 тока. При работе флюксметра в линейном режиме ключ 8 разомкнут, и на выходе усилителя 7 нулевое напряжение. При этом . выходное напряжение на выходе усилителя 2 равно нулю и соответствует заданной рабочей точке сквида. На выходе интегратора 3 присутствует нап ряжение, вызывающее ток, протекающий через резистор 4 и катушку 5, который создает магнитный поток через сквид, полностью компенсирующий измеряемый поток. Как только измеряемый поток превысит максимальный, интегратор 3 входит в насыщение, при этом на выходе усилителя 2 появляется напряжение, замыкается ключ 8, через который это напряжение поступает на усилитель 7. Выходное напряжение усилителя 7 создает через резистор 6 дополнительный ток через катушку 5 обратной связи и вместе с ним дополнительный компенсирующий поток, устраняющий сдвиг рабочей точки сквида и неоднозначность показаний флюксметра. После снятия перегрузки ключ 8 размыкается, при этом флюксметр работает как описано.

Данное устройство исключает нарушение калибровки нулевой точки при превышении измеряемой величины сверх динамического диапазона, что позволяет измерять малые вариации магнитного потока на фоне больших всплесков изменения поля. Это может найти широкое применение в геофизике для точного измерения изменений магнитного поля в разных точках, удаленных друг от друга, для исследований намагниченности различных материалов при воздействии сильных магнитных полей и во многих других случаях, где невозможна или нежелательна калибровка прибора в процессе измерения.

Формула изобретения

Флюксметр, содержащий сверхпроводящий квантовый интерферометр с подключенным параллельно генератором тока и с индуктивно связанной с ним катушкой обратной связи, соединенный с последовательно соединенными усилителем и интегратором, через резистор подключенный к катушке обратной связи, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, он снабжен инвертирующим усилителем с антилогарифмической амплитудной характеристикой и ключом, подсоединенным к выходу усилителя, при этом вход и н вертирующего усилителя подключен к катушке обратной связи через резистор, а управляющий вход ключа подключен к выходу усилителя ° с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1."Тгаяь 7EFE", 1М-15 1966, р. 113,.

2, "Phys, Rev", 167, 1968, р. 418.

907478

Составитель Г.Змиевская

Техред Л. Пекарь КорректорА. Дзятко

Редактор P.Öèöèêà

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 583/54 Тираж 719 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5