SU815689A1 - Magnetometer - Google Patents
Magnetometer Download PDFInfo
- Publication number
- SU815689A1 SU815689A1 SU792722947A SU2722947A SU815689A1 SU 815689 A1 SU815689 A1 SU 815689A1 SU 792722947 A SU792722947 A SU 792722947A SU 2722947 A SU2722947 A SU 2722947A SU 815689 A1 SU815689 A1 SU 815689A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- output
- channel
- frequency
- generator
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 17
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
(54) МАГНИТОМЕТР(54) MAGNETOMETER
Изобретение относитс к измерени величин и направлений вектора напр женности магнитного пол в плоской системе координат в широком диапазо не частот и может быть использовано геологии, геофизике, технике магнитных измерений и других област х науки и техники. Известны приборы дл измерени величины и направлени вектора магни ного пол , содержащие магнитомодул ци онный датчик с концентраторами, на-к торых намотаны сигнальные обмотки, концентраторы магнитно св заны между собой посредством модул тора на котором расположена его обмотка, св занна с генератором. Сигнальные обмотки через согласующие блоки и разностные блоки св заны с фазовращател ми , в схему такисе вход т два сумматора и фазовый детектор с и щикатором 11. Однако облада высокой чувстви тельностью, известные приборы имеют повышенную сшибку в определении угловых координат вектора магнитного пол . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Цель достигаетс тем, что в магнитометр , содержащий неперемагничивающеес ферромагнитное кольцо модул тора с обмотками возбуждени , два генератора возбуждени , два усилител мощности, усилитель, два синхронных -детектора, подключенных входами к выходам усилител и генераторов возбуждени , а выходами - ко входу сумматора, измерители фазы и напр жений, введены последовательно соединенные генератор поднесущей и фазорасщепитель, подключенные к его выходу два модул тора, св занные с генераторами возбуждени , выходы которых подключены к соответствующим обмоткам возбузвдени через усилители мощности, а внутри кольца модул тора помещено неперемагничивающеес копьдо с двум взаимно перпендикул рными приемными обмотками, св занными со входами усилител . На фиг. 1 изображена конструкци магнитомодул ционного входного блока магнитометра; на фиг. 2 - блоксхема магнитометра. Магнитометр состоит из входного магнитомодул ционного блока, в свою .очередь состо щего из внутреннего The invention relates to the measurement of the magnitudes and directions of the magnetic field strength vector in a flat coordinate system over a wide frequency range and can be used in geology, geophysics, magnetic measurement techniques, and other fields of science and technology. Instruments for measuring the magnitude and direction of the magnetic field vector are known, containing a magnetically modulated sensor with concentrators, where signal windings are wound, and concentrators are magnetically interconnected by means of a modulator on which its winding connected to the generator is located. The signal windings are connected to phase shifters through matching blocks and difference blocks, two adders and a phase detector with and a drawer 11 are included in the circuit. However, they are highly sensitive, the known devices have an increased error in determining the angular coordinates of the magnetic field vector. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that a magnetometer containing a non-reversible ferromagnetic modulator ring with excitation windings, two excitation generators, two power amplifiers, an amplifier, two synchronous detectors connected by inputs to the outputs of the amplifier and excitation generators, and outputs to the input of the adder, gauges phases and voltages, a series-connected subcarrier generator and a phase splitter are connected, two modulators connected to its output, connected to the excitation generators, whose outputs are connected respective windings vozbuzvdeni through power amplifiers, and inside the ring modulator placed neperemagnichivayuschees kopdo with two mutually perpendicular receiving windings coupled to the inputs of the amplifier. FIG. 1 shows the structure of a magneto-modulation input unit of a magnetometer; in fig. 2 - magnetometer block diagram. The magnetometer consists of an input magnetic modulation unit, in turn, consisting of an internal
неперемагничиваюцегос кольца 1, на котором размещены две взаимно перпендикул рные обмотки 2 и 3 канала X и канала Y, состо щие кажда из двух секций.a non-magnetized ring 1 on which two mutually perpendicular windings 2 and 3 of channel X and channel Y are placed, each consisting of two sections.
Внутреннее кольцо 1 будем называть приемным и обмотки 2 и 3 соответственно приемными. Снаружи приемного кольца 1 расположено ферритовое модул торное кольцо 4, на котором расположены две модул торные обмотки. Обмотка 5 Х-канала и обмотка б У-канала , которые геометрически совмещены и намотаны одна в одной. Входы мрду .л торных обмоток соединены с выходами усилителей 7 и 8 мс цности. Y-каиала и Х-канала.The inner ring 1 will be called receiving and windings 2 and 3, respectively, receiving. Outside the receiving ring 1 there is a ferrite modulator ring 4, on which two modulator windings are located. The winding of the 5 X-channel and the winding of the b-channel that are geometrically aligned and wound one to one. The inputs of the mr. Torus windings are connected to the outputs of amplifiers 7 and 8 ms. Y-channel and X-channel.
Входы усилителей 7 и 8 мощности соединены соответственно с выходами модул торов 9 и 10, которые в свою очередь соединены с генераторами 11 и 12 несущих частот Y-канала и Х-ка нала. Кроме этого, вторые входы модул торов 9 и 10 соединены с выходами фазорасщепител 13, вход которого в свою очередь соединен с выходом генератора 14 псднесущей. .The inputs of the power amplifiers 7 and 8 are connected respectively to the outputs of the modulators 9 and 10, which in turn are connected to the generators 11 and 12 of the Y-channel and X-channel carrier frequencies. In addition, the second inputs of the modulators 9 and 10 are connected to the outputs of the phase splitter 13, the input of which in turn is connected to the output of the 14 pd-carrier generator. .
Приемные обмотки подключены ко входам разв зывакадих устройств 15 и 16 с амплитудой коорекцией Х-канала и У-канала. выходы разв зывающих устройств 15 и 16 соединены со входамк усилител 17. Baxojof усилител 17 соединены со входами синхронных детекторов 18 и 19 Х-канала и У-канала , вторые входы которых соединены со вторыми выходами генераторов 11 и 12 несущей частоты. Выходы синхронных детекторов 18 и 19 соединены со входами сумматора 20. Один из выходов сумматора 20 соединён с индикатором 21 амплитуды, а второй - с индикатором 22 фазы, второй вхо(ц которого соединен со вторым выходом генератора 14 поднесущей.The receiving windings are connected to the inputs of each of the devices 15 and 16 with an amplitude by the co-ordination of the X-channel and the Y-channel. the outputs of the isolating devices 15 and 16 are connected to the inputs of the amplifier 17. The Baxojof amplifier 17 is connected to the inputs of the synchronous detectors 18 and 19 of the X channel and the Y channel, the second inputs of which are connected to the second outputs of the generator 11 and 12 of the carrier frequency. The outputs of the synchronous detectors 18 and 19 are connected to the inputs of the adder 20. One of the outputs of the adder 20 is connected to the amplitude indicator 21, and the second to the phase indicator 22, the second input (of which is connected to the second output of the 14th subcarrier generator.
Работает магнитометр следующим образом .Works magnetometer as follows.
Генератор 12 несущей частоты Х-канала генерирует синусоидальное напр жение с частотой Wx, генератор 11 Y-канала - с частотой Wy. Генератор 14 поднесутей частоты генерирует синусоидальное напр жение с частотой ft В фаэорасщепителе 13 это напр жение раздел етс на два, сщвинутые по фазе на 90, т.е. с одного выхода фазовращател снимаетс напр жение вида Un,sinfit, а с другого натф женив вида DISCOS fit. Эти напр жени поступают на модул торы 9 и 10, на вток лв входы модул торов поступают напр жени с выходов; генераторов несущей. С выходов модул тсфов снимаютс модулированные , напр жени . По Х-каналу с модул тора 10 снимаетс нгшр жениеThe generator 12 of the X-channel carrier frequency generates a sinusoidal voltage with a frequency of Wx, the generator 11 of the Y-channel with a frequency of Wy. The subcarrier frequency generator 14 generates a sinusoidal voltage with a frequency of ft. In the phase splitter 13, this voltage is divided into two, which are out of phase by 90, i.e. The voltage of the form Un, sinfit is removed from one output of the phase shifter, and from the other the voltage of the DISCOS fit. These voltages are applied to modulators 9 and 10, to the inflow of the inputs of the modulators there are voltages from the outputs; carrier generators. Modulated voltages are removed from the TCF module outputs. On X-channel, modulator 10 is removed.
Ux U| sinAt-si ,Ux U | sinAt-si,
по Y-каналу с модул тора 9 снимаетс напр жениеthe Y-channel from the modulator 9 is removed voltage
Uyi UiQcasnt sinwyt.Uyi UiQcasnt sinwyt.
Эти напр жени поступают на входы усилителей мощности а оттуда на обмотки 5 и 6 модул тора. Это приводит к тому, что измен квда с во времени обратна проницаемость модул тора 4 5 будет -Содержать гармоники, содержащие соста вл к цие с частотами sinnt-sinw t и cosfXt coswyt, В св зи .с нелинейной характеристикой феррита спектр магнитной проницаемости будет содержать п значительно большее число гармоник, однако.они здесь рассматриватьс не (будут, поскольку синхронными детекторами выдел ютс только зти две гармоники . Остальные гармоники на работу магнитометра вли ни не оказывают. 5Благодар магнитной модул цииThese voltages are fed to the inputs of the power amplifiers and from there to the windings 5 and 6 of the modulator. This leads to the fact that the change in permeability with time the inverse permeability of the modulator 4 5 will contain harmonics containing the composition with frequencies sinnt-sinw t and cosfXt coswyt. Because of the nonlinear characteristic of ferrite, the magnetic permeability spectrum n much more harmonics, however. they are not considered here (they will, since only two harmonics are distinguished by synchronous detectors. The remaining harmonics do not affect the operation of the magnetometer. 5 Thanks to magnetic modulation
внешнего кольца, т.е. модул ции магнитного сопротивлени , модулируетс и поток измер емого магнитного пол Н. Дл упрощени выкладок будем счи0 тать внешнее магнитное поле посто нным во времени. Дл ничастотных магнитных полей, т.е. таких, частоты которых Пц« (результаты, полученные дл посто нного тока,, полностью справед5 ЛИВЫ.outer ring, i.e. modulation of magnetic resistance, modulated and the flow of the measured magnetic field N. To simplify the calculations, we assume that the external magnetic field is constant in time. For low frequency magnetic fields, i.e. such, the frequencies of which are PCs (the results obtained for direct current are completely true5.
Пусть вектор внешнего магнитного пол Н направлен под углом б к оси X, как это показано на фиг. 1. Тогда напр жение снимаемое с выходным катуQ шек 2 Х-канала, относительно рабочих гармоник, будет иметь видLet the vector of the external magnetic field H be directed at an angle b to the X axis, as shown in FIG. 1. Then the voltage removed from the output of the 2 X-channel NEC, relative to the working harmonics, will be
Lix HKWxCose- S i nnt- s i nW t + -+f HKWy cose-cosAi ..s i nWyt,(1)Lix HKWxCose- S i nnt- s i nW t + - + f HKWy cose-cosAi ..s i nWyt, (1)
аналогично дл канала Y с выхода приемной обмотки 3 получаемsimilarly for channel Y from the output of the receiving winding 3 we get
U-iv НК В SW nt ыи u)xtt U-iv NK In SW nt yu u) xtt
(S) + нк cJy sin В-соьШ-sin Оу t (S) + nk cJy sin B-HW-sin Oy t
где К - коэффициент пропорциональности .where K is the proportionality coefficient.
Далее эти сигналы поступают в разв зывающее устройства 15 и 16, у которых имеет место зависимость амплитудного коэффициента передачи от частоты в рабочем диапазоне частот вида 1/tJ. Это делаетс дл того, чтобы выравнить амплитуды гармоник с частотами и ijy .поскольку На выходе разв зывающего устройства 15 Х-канала, выходной сигнал имеет видThen, these signals are transmitted to decoupler devices 15 and 16, in which the amplitude transfer coefficient is dependent on the frequency in the operating frequency range of the 1 / tJ type. This is done in order to align the amplitudes of the harmonics with the frequencies and ijy. Since at the output of the 15 X channel decoupler, the output signal looks like
U2x n iCOb0bmnt sinu)nt - 5) HK cobe-coSfJt- iM cOyt ,U2x n iCOb0bmnt sinu) nt - 5) HK cobe-coSfJt- iM cOyt,
на выходе разв зывающего устройства Y-каналаat the output of the Y-channel isolation device
nt-bin a))t 4 /,, nt-bin a)) t 4 / ,,
, ,
+ НК-,&1м8 cosnt-siM uJyt.+ NC -, & 1m8 cosnt-siM uJyt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792722947A SU815689A1 (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Magnetometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792722947A SU815689A1 (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Magnetometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU815689A1 true SU815689A1 (en) | 1981-03-23 |
Family
ID=20809526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU792722947A SU815689A1 (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Magnetometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU815689A1 (en) |
-
1979
- 1979-02-13 SU SU792722947A patent/SU815689A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4194206A (en) | Instantaneous frequency measurement (IFM) receiver with capability to separate cw and pulsed signals | |
| SU815689A1 (en) | Magnetometer | |
| RU2134429C1 (en) | Phase direction finding method | |
| RU2166735C1 (en) | Device for remote determination of coordinates and attitude of object (versions) | |
| RU2130619C1 (en) | Magnetometric device determining angular position of body (versions) | |
| RU2119171C1 (en) | Gear for remote determination of coordinates and angular position of object (variants) | |
| US3453627A (en) | Radio direction measurement system and method | |
| RU2319162C1 (en) | Circular direction finder | |
| RU2151405C1 (en) | Device determining position of object | |
| SU1734059A1 (en) | Radioelectronic equipment noise-immunity meter | |
| SU935839A1 (en) | Magnetometer | |
| SU1170388A1 (en) | Component magnetometer | |
| RU2204851C1 (en) | Device for measuring flux density of mobile-object geomagnetic field | |
| RU1459472C (en) | Device for measuring invariants of elliptically polarized magnetic field | |
| RU2413235C1 (en) | Digital ferroprobe magnetometre | |
| SU1705785A1 (en) | Method of measuring magnetic field strength vector component | |
| SU1008432A1 (en) | Ferroprobe azimuth transducer | |
| RU2081425C1 (en) | Device measuring parameters of wave front by method of phase instantaneous comparison of signals | |
| SU953608A1 (en) | Small size high-sensitivity magnetometer | |
| RU1817243C (en) | Antenna position-to-phase converter | |
| SU716102A1 (en) | Electric geosurveying station for works by method of induced polarization with harmonic currents | |
| SU779951A1 (en) | Magnetic field parameter measuring method | |
| SU928239A1 (en) | Differential commutation indicator with periodic comparison | |
| SU1363104A1 (en) | Device for measuring invariants of eliptically polarized magnetic field | |
| SU1122906A1 (en) | Device for measuring weak residual magnetization of specimens |