Ферозондовий магнітометр

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройства х для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов. Из известных наиболее близких к заявляемому является трехкомпонентный магнитометр, который содержит три феррозонда, установленных так, что и х магнитные оси образуют прямоугольную систему координат, три идентичных усилительно-преобразовательных канала и общий генератор, обеспечивающий параллельное возбуждение феррозондов и коммутацию фазовых детекторов в усилительнопреобразовательных каналах. Каждый усилительно-преобразовательный канал состоит из усилителя переменного тока, фазового детектора, усилителя постоянного тока и цепи обратной связи. Коэффициент передачи каждого канала определяется величиной резистора обратной связи и постоянной катушки компенсации феррозонда. Мультипликативная погрешность канала определяется стабильностью указанных элементов, причем вклад регистра обратной связи в эту погрешность является определяющим. Кроме того, ток компенсации каждого канала зависит от сопротивления обмотки компенсации, намотанной медным проводом. Указанные погрешности в трех каналах некоррелированы между собой, что приводит в прототипе к погрешности вычисления как модуля, так и направления вектора магнитного поля, определяемого местонахождением исследуемого объекта. Задачей изобретения является повышение точности феррозондового преобразователя за счет устранения неидентичности изменений коэффициентов передачи по отдельным каналам измерения составляющих магнитного поля Это важно при решении задач ориентирования, где точность определения направления зависит от стабильности соотношений коэффициентов передачи, а не самих коэффициентов. Поставленная задача решается путем того, что феррозондовый магнитометр, содержащий три феррозонда с взаимно ортогональными магнитными осями, состоящие каждый из сердечника, обмотки возбуждения, соединенной с соответствующим блоком возбуждения и выходной обмотки, последовательно соединенные усилитель переменного тока, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и регистрирующий прибор, своим входом соединенный с блоком обратной связи, и генератор, согласно изобретению, введены последовательно соединенные блок управления и коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора, выходы коммутатора соединены со входом соответствующего блока возбуждения, выход блока управления подключен к управляющим входам коммутатора и ко второму входу регистрирующего прибора, а входной зажим выходной обмотки первого феррозонда подключен к входу усилителя переменного тока к выходу блока обратной связи, выходной зажим выходной обмотки первого феррозонда соединен с входным зажимом выходной обмотки второго феррозонда, выходной зажим которой соединен с входным зажимом выходной обмотки третьего феррозонда, выходной зажим которой подключен к общему проводу второго феррозонда, третий выход коммутатора соединен с входом канала возбуждения третьего феррозонда, выход схемы управления подключен к управляющим входам коммутатора и устройства регистрации, входной зажим выходной обмотки первого феррозонда подключен к входу усилителя переменного тока и выходу цепи обратной связи, выходной зажим выходной обмотки первого феррозонда соединен с входным, зажимом выходной обмотки второго феррозонда, выходной зажим которой соединен с входным зажимом выходной обмотки третьего феррозонда, выходной зажим которой подключен к общему проводу. На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого феррозондового магнитометра; на фиг.2 - эпюры напряжений в основных точках схемы. Феррозондовый магнитометр содержит три феррозонда 1, 2, 3, каждый из которых состоит из сердечника 4, 5, 6, обмотки возбуждения 7, 8, 9 и выходной обмотки 10, 11, 12, усилительнопреобразовательный канал13, состоящий из усилителя переменного тока 14, фазового детектора 15, усилителя постоянного тока 16 и цепи обратной связи 17, устройство регистрации 18, генератор 19, коммутатор 20, три канала возбуждения 21, 22, 23 феррозондов и схему управления 24. Выходные обмотки 10, 11, 12 феррозондов 1, 2, 3 соединены последовательно, конец обмотки 12 подключен к общему проводу, а начало обмотки 10 связано с входом усилителя переменного тока 14 усилительно-преобразовательного канала 13. Выход усилителя 14 соединен с входом фазового детектора 15, выход которого подключен к входу усилителя постоянного тока 15. Выход последнего связан с информационным входом устройства регистрации 18 и цепью обратной связи 17. Выход последнего подключен к концу обмотки 10. Один из выходов генератора 19 соединен с входом коммутации фазового детектора 15, другой выход генератора подключен к входу коммутатора 20. Выходы коммутатора 20 соединены с входами каналов возбуждения 21, 22, 23, выходы которых подключены к обмоткам возбуждения 7, 8, 9 феррозондов 1, 2, 3. Выход схемы управления 24 соединен с управляющими входами коммутатора 20 и устройства регистрации 18. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Генератор 19 вырабатывает напряжение частотой (фиг.2а), которое через коммутатор 20 поступает поочередно на входы каналов возбуждения 21, 22, 23. При этом на отрезке времени оно воздействует на и т.д. (фиг.2б, в, г). Указанные временные интервалы формируются схемой управления 24, которая управляет работой коммутатора 20. Напряжение частотой пройдя через соответствующий канал возбуждения, возбуждает поочередно феррозонды. В каждый момент времени в возбуждающем состоянии находится всегда один из трех феррозондов Измеряемое магнитное поле напряженностью воздействуя одновременно на три феррозонда, вызывает появление напряжения частотой на выходной обмотке того ФЗ, на обмотку возбуждения которого в данное время подано напряжение. Поскольку выходные обмотки ФЗ включены последовательно, на вход усилителя переменного тока 14 на интервале поступает напряжение частотой амплитуда которого определяется составляющей на интервале поля на интервале и т.д. Далее напряжение, усиленное усилителем 14, детектируется фазовым детектором 15. Дальнейшее усиление происходит на постоянном токе в УПТ16. С выхода последнего напряжения, пропорциональное составляющей магнитного поля поступает в устройство регистрации 18 и с помощью цепи обратной связи 17 создает ток обратной связи в выходных обмотках ФЗ. При этом в возбужденном в данный момент феррозонде создается магнитное поле, компенсирующее соответствующую составляющую измеряемого внешнего магнитного поля После окончания переходного вызванного процесса переключением обмоток возбуждения и воздействием поля на феррозонды, устройство регистрации 18 по сигналам схемы управления 24 фиксирует установившееся значение напряжений на выходе усилительно-преобразовательного канала 13, пропорциональные соответствующим составляющим поля (фиг.2д). Планируется использование магнитометров для измерения вариации Земного поля в геомагнитных обсерваториях и подводных станциях Черного моря.