Mérési technológia ferromágneses próbák. Magnetometria A legegyszerűbb verzióban a Ferrozond egy ferromágneses magból és két tekercsből áll

Az ideális transzformátor vektordiagramját alapjárati kurzuson készítjük (.15.34.

Mágnesező erő az üresjáratban

Most már az ideális transzformátor terhelése során történő cseréjére szolgáló rendszer (.15.35.

Ha a terhelést a másodlagos tekercsklippekkel szembeni ellenállással csatlakoztatja Z. n. Ezután átadja az áramot amely viszont arra törekszik, hogy csökkentse a mágneses fluxust És ez az EDS csökkenéséhez vezet. , a jelenlegi kor olyan nagyságára, amelyen a mágneses áramlás megszerzi az eredeti értéket és egyenletet (15,35).

Így a másodlagos áramkör áramának megjelenése az elsődleges áramkör áramának növekedéséhez vezet. A betöltött transzformátorban a magban lévő mágneses fluxus megegyezik a mágneses áramlással az üresjáratban, azaz mindig F. \u003d CONST. A mágneses áram betöltésekor az elsődleges és másodlagos tekercsek mágnesező erejének hatása alatt hozták létre:

A tökéletes transzformátor vektordiagramot készítünk egy terheléssel (15.36. Ábra).

Az ideális transzformátor helyettesítési sémát konvertáljuk, amelyre megszabadulsz az induktív kommunikációtól. Ha ugyanazokat a klipeket csatlakoztatja a transzformátor tekercsklipek, akkor a transzformátor működési módja nem változik.

Fontolja meg az első induktív elemeket, amelyek most közös pontjuk van. A két elem összekapcsolási együtthatója ebben az esetben egy egyenlő, mivel az egész mágneses fluxus teljesen fel van zárva az elsődleges és a másodlagos tekercsek, azaz azaz az elsődleges és a másodlagos tekercsek, azaz.

ezért figyelembe véve w. 1 = w. 2, találunk:

Cserélje ki a rendszer egy részét induktív kapcsolódó elemekkel közös ponttal (19. ábra de) az induktív kommunikáció nélküli egyenértékű áramkörön (19.37 b.).

;

;

Figyelembe véve a talált sémát a 15.37. ban ben, és az ideális transzformátor csereséképe a 15.38. Ábrán látható nézet.

Ha most az aktív és induktív szórási ellenállást vizsgálja mindkét tekercshez, akkor egy transzformátorhoz w. 1 = w. 2, a 15.39. Ábrán látható helyettesítési sémát kapunk.

Az elsődleges és a másodlagos áramköri kontúrok egyenleteit írjuk:

Vektorlánc-diagramot készítünk (19.40. Ábra).

Ez az eszköz egy adott ponton méri a föld mágneses mezőjét. A készülék mozgatásakor ferromágneses anyagok (esetünkben, acél, öntöttvas), a mágneses mező változását a háttérhöz képest rögzítik. A csoport eszközei alkalmasak nagy öntöttvas- és acél tárgyak (tartályok, mozdonyok, autók) megtalálására. A magnetométer működésének elvétől, a következő jellemzők áramlása: A mágneses mező torzításának mértéke elsősorban az objektum tömegétől függ. Így a tartályon és a vasúti kötegen a magnetométer ugyanolyan súlyt fog működni. Ennek következtében a magnetométer alkalmas fegyverek és lőszerraktárok keresésére. A színesfémeknél a magnetométer nem reagál.

Alapvető fogalmak

Magnetométer - Az anyagok mágneses mezőjének és mágneses tulajdonságainak (mágneses anyagok) jellemzőinek mérésére szolgáló eszköz. A meghatározott értéktől függően megkülönböztetik a mérési eszközöket: terepi feszültségek (ingatlan), terepi irányok (ingatlanok és matricák), mezőgazdasági gradiens (gradatenetométerek), mágneses indukció (teslametterek), mágneses fluxus (websométerek vagy fluxle), kényszerítő erők (COCKIMETIMETERS)), mágneses permeabilitás (MJ mérők), mágneses érzékenység (kappa méter), mágneses pillanat.

A használt célok keresése során teslameterekés Gradientometria. A mágneses objektumok keresésére való felhasználásának fő ötlete a következő. Mint tudod, a földnek saját mágneses mezője van. Ennek a területnek a nagysága és iránya szinte állandó a kielégítően nagy területeken. A ferromágneses tárgy közelében azonban a mágneses mező változik, mind az irányba, mind a nagyságrendben. Magnetométerrel történő rögzítéssel, a mágneses mező megváltoztatásával egy ilyen objektum kimutatható. Ezenkívül a geofizikben alkalmazott számítási módszerek alkalmazásával kiszámíthatja az objektum méretét és a mélységet, amelyen található.

Mit mond az amerikai geofizika? A lengyeleken a mágneses indukció függőleges összetevői megközelítőleg 60 mKl és vízszintes - nulla. Az egyenlítőnél a vízszintes komponens körülbelül 30 mKl, és a függőleges nulla. Néhány szám: 1 font (453 g) súlyú vasobjektum, 3 m távolságban a mágneses mező 1 NTL-re változik. Így egy tisztességes magnetométer mérnie kell a mágneses mezőt 30 000 - 60 000 NTL-ben, 1 NTL pontossággal.

Működés elve

Mágnesométerekben használt fő érzékelők:

Működési elve optikai-mechanikus a magnetométerek hasonlóak az iránytű munkájához. Az ilyen eszközök érzékeny eleme (érzékelő) egy állandó mágnes, amely szabadon forgatható. Attól függően, hogy a tájékozódás a forgástengely az állandó mágnes, mágneses nyomatéka és a mágneses térerősség a Föld, az állandó mágnes foglal egy bizonyos helyzetben viszonyítva vízszintes vagy függőleges síkban. A föld mágneses mező feszültségének változása az állandó mágnes dőlésszögének megfelelő változásához vezet (más dolgok egyenlő). A pontosság meghatározása hajlásszöge a rendszer, speciális optikai berendezéseket használnak. A csökkenés hiba orientációja mágneses meridián használ kompenzációs módszer a mérések. Ehhez a készüléknek van egy kompenzációs mágnese, amely mereven kapcsolódik a számláló skála. A sima kompenzációt úgy végezzük, hogy ezt a mágnest forgatjuk, amíg az állandó mágnes nem indít vízszintesen. A kompenzáció pillanatát egy speciális optikai rendszer segítségével rögzítik a tükör és a rögzített horizontális indexek tükrözésével. A mérési korlátok kiterjesztése Δz, van egy második, úgynevezett tartomány mágnes a lépéskompenzáció. A mérési hiba egy ilyen eszközzel 2-5 NTL.

A Ferrorsond (érzékeny elem) kialakításának alapja ferrorsondo Magnetométer Az elektromos tekercs felemelte a ferromagnet hosszúkás rúdját, amelynek kis kényszerítő ereje és nagy mágneses permeabilitása gyenge mágneses mezőkben (például egy vas és nikkel ötvözetből). Külső mágneses mező hiányában, ha egy váltakozó elektromos áram generátor (primer) tekercsen keresztül továbbítják, az F frekvenciával és egy izzitációs mező megteremtéséhez elegendő amplitúdó, amely meghaladja az alapvető telítési szint szintjét, egy kettős EMF-et A mérési (másodlagos) tekercsben 2F frekvencia jelenik meg. Külső állandó mágneses mező jelenlétében, amely különbözik a nullától a rúd tengely mentén, az F gerjesztési mező frekvenciájával egybeeső frekvencia az indukcióban érvényesül. A Ferozond Magnetometométer két azonos puszta rúdból áll egymással párhuzamosan, és a föld mágneses mezőjének mért komponensével van ellátva. A gerjesztési tekercsek tekercsei olyan módon vannak összekötve, hogy a két magban lévő változó mező ellentétes legyen. A külső mágneses mező mérése (a rúd tengelye mentén), általában kompenzációs módszert alkalmaznak, amely a Föld állandó mágneses mezőjének kompenzálását az állandó állítható árammezővel kompenzálja. A kompenzációs áram nagyságát a Föld mágneses mezőjének feszültségére ítélik meg a Ferrorsond tengelye mentén. Az ilyen eszközök tartalmazzák az AMF-21 AeroMagnetometétert. A Ferrorsond orientációjának hibája miatt az ilyen magnetométer felvételének pontossága elérte a tíz nanotexet. A lyukaknál jól típusú ferromagnetometert használunk (például TSMK-30), amely lehetővé teszi a mágneses mező komponenseinek mérését, ah, AU-t legfeljebb ± 100 NTL hibával.

A Precision Navigation Inc. (US) kifejlesztett a Ferrorroronance érzékelő jobb verzióját, amely megkapta a nevét mágneses ipari Érzékelő - Magneto-induktív (MI) érzékelők. Az érzékelő egy ferromágneses maggal rendelkező microminiature-induktor induktív induktív. A tekercs csak egy tekercset tartalmaz, és a mágneses mezőt csak az egyik tengely irányába regisztrálja.

Teremérzékelő Körülbelül a következőképpen működik (lásd az ábrát): Ha az áramot az AB irányban átugorja az áramon keresztül, akkor a mágneses mezőn, az intenzitás H, a sík síkra merőleges, az EF lemez széleire lesz egy EDC. Az érték, az EMF a mágneses térerősségtől függ. A magnetométerek érzékenysége a Hall érzékelőkkel körülbelül 10 NTL.

mágnesisztor.

Mágnesisztor. (Lásd a 2. ábrát.) Tartalmaz egy 2 félvezető lemezt 1 szubsztrátumon 1 egy anizotropikus nagy hatékonyságú ferromagnet. A mágneses ellenállás működésének elvét a következők: A ferromagneten, legalább két doménben van kialakítva. A domainek mágnesezése a szubsztrátum normál síkja, és ellentétesek egymással. A lemez a domainek mentén helyezkedik el, ugyanolyan mágnesezéssel. A ferromágneses szubsztrátum tartományszerkezetei egy félvezető lemezen kezdeti mágneses mezőt hoznak létre, növelve az ellenállását és az operációs pontot. Ha mágneses ellenállást helyez egy mért mágneses mezőbe, akkor az ellenállás további változásait eredményezi. A magnetoreisztorok érzékenységének küszöbértéke körülbelül 0,1 NTL.

Működési elve protonny vagy Nukleárismagnetométera Föld mágneses mezőjében lévő protonok szabad precessziójának jelenségén alapul. A proton-tartalmú érzékelőre egy bizonyos elektromágneses hatás után a protonok a Föld mágneses mezőjének irányát mutatják, szögletes sebességgel ω szögsebességgel, arányos a föld mágneses mezőjének teljes feszültségével: ω \u003d at az arányosság együtthatója, amely megegyezik a rendszermag giromágneses arányával (a rendszermag mágneses pontja mechanikusan). A proton magnetométer mágnesesen érzékeny egységből vagy érzékelőből áll (protontartalmú edény vízzel, alkohollal, benzollal stb., Melyek, amelyek körül izgalmas és mérő tekercsek sebek); Csatlakozó vezetékek; Elektronikus blokk (PREAMP, kapcsolási séma, frekvencia-szorzó, frekvenciamérő és fényjelző); Regisztráció eszköz és tápegység. A működési ciklus, azaz az egyes pontok mágneses mezőjének meghatározásának időpontja az érzékelő polarizációjának időtartama (3-8 ° C), az érzékelő átkapcsolása és a meghatározás ideje Az érzékelő tekercsben indukált jelfrekvencia (0,1-0,4 s). A proton-tartalmú anyagtól és a precesszió frekvenciájának meghatározásának pontosságától függően a működési ciklus 1-10 s. A magnetométer hordozójának (földi vagy tengeri opciók) hordozójának kis sebességével a föld mágneses mezőjére vonatkozó adatokat szinte folyamatosan kapjuk meg. Nagy sebességgel, például a 350 km / h légi járművek sebességében a mérések közötti távolság 300 m. Proton-magnetométer segítségével lehetséges, hogy mágneses megfigyelést végezzen fém hordozókkal - hajókkal vagy repülőgépekkel saját mágneses mező. Ugyanakkor a magnetométer-érzékelőt a kábelen vontatják, amelynek hossza többször is meghaladja a hordozó hosszanti méretét. A proton-magnetométer diszkréten (1-es idő 1-10 ° C-on) segítségével a geomágneses mező mágneses indukciójának abszolút értékét ± 1-2 NTL hibával mérjük alacsony érzékenységgel (± 45 °) A mágneses meridián érzékelő orientációja, a hőmérséklet és az idő függetlensége (hiányzó nulla offset). A proton magnetométerek talajjal (például a hazai MMP-203) és a tengeri (MMP-3) felvételkészítéssel, kevésbé gyakran légfilmekkel (MCC-214) és fúrólyuk megfigyelései vannak.

BAN BEN kvantummagnetométerekA mágneses mező indukciós modul abszolút értékeinek mérésére szolgál, használja az úgynevezett Zememan hatást. A mágneses pillanatban lévő atomok elektronikus szerkezetében, a mágneses mezőbe való belépéskor az energiaszinteket a lejtőn, az energia különbségével és ennek megfelelően a teljes mágneses indukciós vektor arányos moduljának sugárzási gyakoriságával a megfigyelési pont. A magnetométer érzékeny eleme olyan edény, amelyben vannak céziumpárok, rubídium vagy hélium. A monokromatikus fény (optikai szivattyú módszer) kitörése eredményeként a gőzelektronokat az egyik energiatartományról a másikra fordítják. Visszatérve az előző szintre a szivattyú vége után a mágneses mezővel arányos frekvenciával járó energiakibocsátás kíséri. Kvantummágnesmérő segítségével a T mérést ± (0,1-1) NTL hibával végezzük, gyenge érzékenységgel az érzékelő orientációjával, nagy sebességgel és stabilitással (enyhe nulla eltolás). A fő hazai kvantummágnesométerek a következő osztályok eszközei: föld (gyalogos) M-33 és MMP-303, SEA KM-8, AeroMagnetometer KAM-28. A mozgásérítés (tengeri, légi vagy autóipari) felvételére szolgáló magnetométerekben a mágneses indukció regisztrálása automatikusan, szinte folyamatosan történik. A profilok különböző módon vannak kötve (rádiónavigáció, légifelvétel stb.). A megfigyelések eredményei néha analóg formában vannak jelen a magnetogram formájában, de gyakrabban - a digitális formában, amely biztosítja a fedélzeti számítógépeken vagy az expedíciós számítástechnikai központokban az információk későbbi feldolgozását.

A Ferrorsond Mágneses Field Converter vagy Ferozond, hogy mérje és jelezze állandó és lassan változó mágneses mezőket és színátmenetét. A ferrozon hatása a ferromagnet mágneses állapotának változásán alapul, két különböző frekvenciájú mágneses területének hatása alatt.

Ábrán. Vázlatosan mutathat néhány lehetőséget a ferrorsondok tervezésére.

A legegyszerűbb verzióban a Ferrorsond ferromágneses magból és két tekercsből áll:

vágó tekercsek a váltakozó árammal

és mérési (jel) tekercs.

A Ferrorsond magja nagy mágneses permeabilitási anyagokból történik.

Változó feszültséget biztosít a gerjesztő tekercshez egy speciális generátorból 1-300 kHz frekvenciájú (a paraméterek szintjétől és a készülék kinevezésétől függően).

Mért mágneses mező hiányában a magot egy váltakozó mágneses mező hatása alatt, amelyet a gerjesztő tekercsben hoz létre, egy szimmetrikus ciklus mentén szabadul fel.

A magmmetrikus görbe mentén a mag mágneses mezője által okozott mágneses mező változása egy jel tekercsben egy EDC-t indukál, amely egy harmonikus jogot változik.

Ha egyidejűleg a magon, a mért állandó vagy lassan változó mágneses mezőt cselekszik, de a mágnesezési görbe megváltoztatja méretét és alakját, és aszimmetrikusvá válik. Ez megváltoztatja az EMF nagyságát és harmonikus összetételét a jel tekercsben.

Különösen az EMF még harmonikus összetevői jelennek meg, amelyek nagysága arányos a mért mező intenzitásával, és nem áll rendelkezésre szimmetrikus mágnesezési ciklussal.

Ferrorsonds oszlik:

oldalelemes rudak (A ábra)

Különbség nyílt maggal (B ábra)

Zárt (gyűrű) maggal (ábra).

Differenciálmű (B, B), Ábra szabályként két, tekercseléssel rendelkező magokból áll, amelyek olyan oly módon vannak összekötve, hogy a páratlan harmonikus komponensek gyakorlatilag kompenzálódjanak. Így a mérőberendezés egyszerűsödött, és a Ferrorsond érzékenysége nő.

A Ferrorsondsot a mágneses mező nagyon nagy érzékenysége jellemzi.

Képesek regisztrálni a mágneses mezőket 10 -4 -10 -5 A / M feszültséggel (~ 10 -10 -10 -11 TL).

A Ferrorsonds modern formatervezése eltérő tömörséget.

A G73 háztartási magnetométereket teljesítő Ferrorsond térfogata kisebb, mint 1 cm3, a G74-mágnestométer háromkomponensű ferozonda pedig 15 mm-es oldallal illeszkedik a kockába.

Példaként. A Miniature Rod Ferrorsond designja és méretei.

A Ferrorsond designja meglehetősen egyszerű, és nem igényel különleges magyarázatokat.

A magja permallo.

Változó hosszú keresztmetszete van, amely körülbelül 10-szer csökken a mag központi részén, amely a mérő tekercseléshez és a gerjesztő tekercshez van.

Ez a kialakítás viszonylag kis hosszúságú (30 mm) magas mágneses permeabilitást (1, 5x10 5) és a telítési mező intenzitásának kis értékét biztosítja a mag központi részén, ami a fázis és az időbeli növekedéshez vezet Ferrorsond érzékenysége. Ennek köszönhetően a ferozond mérőfedéllyel ellátott kimeneti impulzusok alakja is javult, ami csökkenti az "Idős impulzus" jelképző rendszer hibáit.

A tipikus kialakítású ferozond konverterek mérési tartománya ± 50 ... ± 100 A / m (± 0, 06 ... ± 0, 126 MT).

A frekvenciasávban lévő mágneses zaj sűrűsége 0,1 Hz-ig terjedő frekvenciasávig 30-40 μ / m (M X Hz 1/2), a gerjesztési mezőtől függően, az utóbbi növelésével csökken. A frekvenciasávban legfeljebb 0,5 Hz, a zajsűrűség 3-3,5-szer nagyobb.

Magnetométer A mágneses mező indukálásának mérésére tervezték. A magnetométer támogató mágneses mezőt használ, amely lehetővé teszi számunkra bizonyos fizikai hatásokon keresztül. konvertálja a mért mágneses mezőt elektromos jelre.
A magnetométerek alkalmazása a ferromágneses (leggyakrabban, acél) anyagokból származó hatalmas objektumok kimutatására a föld mágneses mezője által a helyi torzítás alapján. A hagyományos fémdetektorokhoz képest a magnetométerek előnye nagy észlelési tartomány.

Furrorsonda (Vektor) magnetométerek

A magnetométerek egyike . Ferrorsondot Friedrich Ferstern ( )

1937-ben, és meghatározza mágneses mező indukciós vektor.

Ferozond design

egyetlen megvilágított Ferrozhd.

A legegyszerűbb ferozond egy puszta rúdból áll, amely gerjesztő tekercset tartalmaz (( meghajtó tekercs.), Powered by váltakozó áram és mérő tekercs ( detektor tekercs.).

Pemalloy - A mágneses és puha tulajdonságokkal rendelkező ötvözet, vasból és 45-82% nikkelből áll. A Permalla nagy mágneses permeabilitással rendelkezik (maximális relatív mágneses permeabilitás ~ 100 000) és alacsony kényszerítő erő. Népszerű márka Permalloe gyártásához ferrorsonds 80% nikkelt + króm és szilícium telítési indukció 0,65-0,75 TL, használt magok kis méretű transzformátorok, fojtótekercsek és relék dolgozó gyenge árrés mágneses képernyők, a magok impulzus transzformátorok , Mágneses erősítők és érintés nélküli relék, mágneses fejű magokhoz.
A térerősség relatív mágneses permeabilitásának függése a permalloe néhány fajtái számára az űrlapot tartalmazza -

Ha állandó mágneses mezőt helyeznek a magra, a mérő tekercsben a feszültség jelenik meg még Harmonikus, amelynek nagysága az állandó mágneses mező mércéje. Ezt a feszültséget szűrjük és mérjük.

két hordó ferroysond

Például a könyvben leírt eszközt hozhatja. Karalysa v.n. "Elektronikus áramkörök az iparban" -



A készülék úgy van kialakítva, hogy mérje az állandó mágneses mezőket a tartományban 0,001 ... 0,5 Fülesed.
Érzékelő gerjesztő tekercsek L1 és L3. Beleértve. Mérő tekercselés L2. Az izgalom tekercsei felett. A gerjesztési tekercsek 2 kHz-es frekvenciaváltó által működtetett kétütemű generátorból induktív visszajelzéssel. A generátor mód stabilizálódik az ellenállások DC-osztálya R8. és R9.

furrorsond egy toroid maggal
A Ferozond Magnetometer egyik népszerű tervezési lehetősége egy toroidális maggal ( gyűrű mag Fluxgate.) -

Összehasonlítva a Rod Ferrosonds ilyen formatervezéssel kisebb zaj és alkotást igényel sokkal kevesebb Magneto-Livestorm.

Ez az érzékelő borjú tekercselésseb a toroid mag, amely áramlik váltakozó árammal, amplitúdóval elegendő ahhoz, hogy a magot a telítettségbe helyezzék, és mérő tekercselésAmellyel egy váltakozó feszültséget eltávolít, amelyet a külső mágneses mező mérésére elemezünk.
A mérő tekercselés a toroid mag tetején van feltéve, amely teljesen lefedi (például speciális kereten) -


Ez a design hasonló a ferrorsondok kezdeti kialakításához (a kondenzátort hozzáadtuk a második harmonikus rezonancia eléréséhez) -

A proton magnetométerek használata
A proton magnetométereket széles körben használják a régészeti vizsgálatokban.
A Proton Magnetometétert említik a Science Fiction Novel Michael Childon "egy csapda" (" Idővonal.") -
Rámutatott a lábára. Három nehéz sárga házat állítottak be a helikopter elülső támasztására. "Most már sztereó terepeket hordozunk, infravörös, UV és oldalsó szkennelési radar." Kramer rámutatott a hátsó ablakra, felé egy hat lábú, ezüstcső, amely a helikopter hátulján lógott. "És mi ez?" "Proton magnetométer." - Uh-huh. És mit csinál? "Úgy néz ki, hogy a mágneses anomáliák az alatta lévő földön, így jelezhetett temett falakat, kerámiákat vagy fémeket."

Cesia magnetométerek

A kvantummágnesométerek változata atomi magnetométerek az alkálifémekben optikai szivattyúval.

céziummágnesmérő G-858

Magnetométerek overhauser

Szilárd állapotú magnetométerek

A legmegfelelőbbek az okostelefonokba ágyazott magnetométerek. -Ért Android Jó alkalmazás egy magnetométerrel . Az alkalmazás oldala - http://physics-toolbox-magnetometer.android.informer.com/.

Magnetométer beállítása

A FERROZONE teszteléséhez használható. A Helmholtz tekercseket gyakorlatilag homogén mágneses mezőt kapunk. Ideális esetben két azonos gyűrűs fordulnak egymás után egymás után egymás után, és a tekercs sugara távolsága egymástól. Általában a tekercsek Helmholtz áll két tekercs, amelyen számos menetet felszámolás, és a tekercs vastagsága legyen sokkal kevesebb, mint a sugár. A valós rendszerekben a tekercsvastagság összehasonlítható lehet a sugárhoz. Így mondhatjuk a Helmholtz gyűrűk rendszer két koaxiális található azonos tekercsek közötti távolság központok ami nagyjából megegyezik az átlagos sugara. Egy ilyen tekercsrendszert is nevezik a Split mágnesszelepnek ( split mágnesszelep).

A rendszer közepén homogén mágneses mező (a rendszer középpontjában lévő mágneses mező a gyűrűk sugarának 1/3-át egyenletesen 1% -on belül), amely mérési célokra használható, a mágneses indukciós érzékelők kalibrálása stb.

A rendszer középpontjában a mágneses indukció $ b \u003d megjelöli _0 \\, (\\ litt)) ^ (3/2) \\, (R) $
Ahol $ n $ az egyes tekercsek száma, $ I $ -áram a tekercseken keresztül, $ R $ a tekercs átlagos sugarája.

Emellett a Helmholtz tekercsei használhatók a föld mágneses mezőjének védelmére. Ehhez a legjobb, ha a gyűrűk három kölcsönösen merőleges párját használjuk, akkor az orientáció nem számít.

A javasolt differenciálmágnesmérő nagyon hasznos lehet a nagy vas tárgyak kereséséhez. Az ilyen eszköz szinte lehetetlen keresni a kincseket, de elengedhetetlen, ha egy sekély elsüllyedt tartályokat, hajókat és más katonai felszerelésmintákat keres.

A differenciálmágnesmérő működésének elve nagyon egyszerű. A ferromagnet bármely eleme torzítja a föld természetes mágneses mezőjét. Az ilyen témák közé tartoznak mindazok, amelyek vasból, öntöttvasból és acélból készülnek. Nagymértékben befolyásolja a mágneses mező torzítását is saját mágnesezését is, amelyek gyakran zajlanak. A mágneses térerősség deviációjának rögzítését a háttérértékről arra lehet következtetni, hogy a ferromágneses anyag tárgyának mérőműszere közelében van.

A föld mágneses mezőjének torzítása a céltól távol van, és becslése szerint a két téroldalas érzékelő jelei közötti különbség. Ezért az eszköz a differenciálnak is nevezik. Minden érzékelő méri a jelet, arányos mágneses térerősséget. A ferromágneses érzékelőket és érzékelőket a protonok mágneses precesszióján alapuló szenzorok a legnagyobb eloszlást kapták. A vizsgált eszközben az első típusú érzékelőket használják.

A ferromágneses érzékelő (továbbá a Ferrorsondo nevű) alapja a ferromágneses anyag magjaival. Az ilyen anyag tipikus mágnesezési görbéje jól ismert a fizika iskolai végzettségéből, és a következő formanyomtatványon van, figyelembe véve a Föld mágneses mezőjének hatását, az 1. ábrán látható. 29.

Ábra. 29. Mágneses görbe

A tekercset egy változó sinusoidal csapágyjelzéssel izgatja. Amint az az 1. ábrán látható. 29, a tekercs ferromágneses magjának mágnesezési görbéjének elmozdulása a Föld külső mágneses mezőjével az a tény, hogy a mező indukálása és a kapcsolódó feszültség a tekercsen aszimmetrikus módon torzul. Más szóval, az érzékelő feszültsége a vivőfrekvencia szinuszos áramában eltérő lesz a sinusoidok több "átadásra", a felek fele esett. És ezek a torzulások aszimmetrikusak lesznek. A spektrális elemzési nyelven ez azt jelenti, hogy az egyenletes harmonikusok tekercsének kimeneti feszültségének spektrumának megjelenése, amely amplitúdó arányos az offset (a föld mező) mágneses mezőjének feszültségével. Ezek még harmonikusok is, és "elkapni".

Ábra. 30. Differenciálmű-ferromágneses érzékelő

Mielőtt megemlítene egy természetesen konfigurált szinkron detektor, kétségbeesett csapágyfrekvencia-referenciajelzéssel dolgozik, fontolja meg a ferromágneses érzékelő bonyolult verziójának kialakítását. Két magból és három tekercsből áll (30. ábra). Lényegében ez egy differenciálérzékelő. Az egyszerűség szempontjából azonban nem lesz különbségek a szövegben, mivel maga a magnetométer már eltérő (©).

A kialakítás két azonos ferromágneses magból áll, azonos tekercsekkel, egymással párhuzamosan. A referenciafrekvencia izgalmas elektromos jelével kapcsolatban a számlálóban szerepelnek. A harmadik tekercs egy tekercselő seb fölött van, mint az első két tekercs magok. Hiányában a külső változó mágneses mező, az elektromos jeleket az első és második tekercse szimmetrikusak, és ideális esetben úgy működnek, hogy a kimeneti jel a harmadik tekercs hiányzik, mivel a mágneses hullámok teljesen kompenzálják azt.

Ha van egy külső váltó mágneses mező, a kép megváltozik. Ezután egy, akkor egy másik mag a megfelelő félhullám "flutter" csúcsán a telítettség mélyebb, mint a szokásos, a föld mágneses mezőjének hozzáadása miatt. Ennek eredményeképpen a harmadik tekercselés kimenetén megjelenik egy átirányítási frekvencia eltérés. A fő harmonika jelei ideális esetben teljesen kompenzáltak.

Az érzékelő kényelme az, hogy a tekercsei bevonhatók az oszcillációs áramkör érzékenységének növeléséhez. A fuvarozó frekvenciájához konfigurált oszcilláló áramkör (vagy kontúr) első és másodlagos. A harmadik a második harmonikusra konfigurált vibrációs kontúr.

A leírt érzékelőnek az orientáció hangsúlyos mintája van. A kimenet maximális az érzékelő hosszanti tengelyének helyén, a külső állandó mágneses mező vezetékei mentén. Ha a hosszirányú tengely merőleges az elektromos vezetékekre - a kimeneti jel nulla.

A figyelembe vett típusú érzékelő, különösen a szinkron detektorral együtt, sikeresen működhet, mint egy elektronikus iránytű. A kiegyenlítés utáni kimenet arányos a föld mágneses mezőjének vetítésével az érzékelő tengelyén. A szinkron észlelés lehetővé teszi, hogy megtanulja és aláírja ezt a vetületet. De még a jel - orientálta az érzékelő minimális jelét, megkapjuk a nyugati vagy keleti irányt. A maximális értékre irányul - megkapjuk a Föld mező mágneses elektromos vezetékének irányát. Közepes szélességekben (például Moszkvában), ferde és "kiugrik" az északi irányba. A mágneses csökkenés sarkában megközelítőleg értékeli a terep földrajzi szélességét.

A differenciálmű-ferromágneses magnetométerek előnyei és hátrányai vannak. Az előnyök tartalmazzák az eszköz egyszerűségét, nem bonyolultabb a közvetlen erősítő rádió. A hátrányok közé tartozik, hogy bonyolult a gyártása érzékelők - amellett, hogy a pontosság, teljesen pontos egybeesése a fordulatok számát a megfelelő tekercsek van szükség. Az egyik vagy két forduló hibája erősen csökkentheti az esetleges érzékenységet. Egy másik hátrány az eszköz "iránytűje", azaz a Föld mezőjének teljes kompenzációjának lehetetlensége két távú érzékelő által kivonva. A gyakorlatban ez hamis jelekhez vezet, amikor az érzékelő a hosszirányú tengely körül fordul.

Gyakorlati tervezés

A praktikus kialakítás a differenciális ferromágneses magnetometer hajtották végre, és teszteltük a dömping nélküli változat speciális elektronikus része hang jelzés, kizárólag a mikroampermérő nulla közepén a skála. A hangjelző áramkör a fémdetektor leírásából származhat az "átviteli vétel" elvén. A készüléknek a következő paraméterei vannak.

Főbb műszaki jellemzők
Tápfeszültség 15 ... 18 V
A jelenlegi fogyasztás legfeljebb 50 mA
Az észlelés mélysége:
pisztoly 2 M.
cannon Stem 4 m
tartály 6 M.

Strukturális rendszer

Ábra. 31. A differenciálmű-ferromágneses magnetométer szerkezeti diagramja

A szerkezeti sémát az 1. ábrán mutatjuk be. 31. Quartz-stabilizált splancing generátor az óra frekvencia szinkrumait jelzi a jelgenerátorhoz.

Egy kimeneten az első harmonikus kanyargonya van, amely a teljesítményerősítőre érkezik, izgalmas sugárzó érzékelő tekercsek 1 és 2. Egy másik kimenet kanyargós a kételkedett óriásfrekvencia 60 ° -os eltolódással egy szinkron detektorhoz. A szenzorok kimenetének (harmadik) tekercséből származó különbség jelét a fogadó erősítőben amplifikálják, és szinkron detektorral kiegyenlítjük. A kiegyenesített állandó jelet egy mikroamméterrel rögzíthetjük, vagy a megfelelő hangjelző eszközök korábbi fejezeteiben ismertetjük.

Sématikus rendszer

A differenciálmű-ferromágneses magnetométer vázlatos diagramját az 1. ábrán mutatjuk be. 32 - 1. rész; A generátor, a jelgenerátor, a teljesítményerősítő és az emelő tekercsek meghatározása, ábra. 33 - 2. rész: Fogadó tekercsek, fogadó erősítő, szinkron detektor, indikátor és tápegység.

Ábra. 32. Koncepció Elektromos séma - I. rész

Generátor megadása (32. Ábra)

A megadott generátor a D1.1-D1.3 invertereken található. A generátor frekvenciáját kvarc vagy szub-zokeramikus rezonátor Q stabilizálja, 215 Hz \u003d 32 kHz-es rezonáns frekvenciával ("óra kvarc"). Az R1C1 lánc megakadályozza a generátor gerjesztését magasabb harmonikán. Az R2 ellenálláson keresztül az OOS áramköre zárva van, a Q-cile pic rezonátoron keresztül. A generátort az egyszerűség, a kis áram jellemzi, amely megbízhatóan működik 3 ... 15 B tápfeszültség mellett, nem tartalmaz vágott elemeket és túl nagy ellenálló ellenállást. A generátor kimeneti frekvenciája körülbelül 32 kHz.

Jel korábbi (32. ábra)

A jelgenerátor a D2 és D3.1 D3.1 D-trigger bináris számlálón van összeszerelve. A bináris mérő típusa nem elegendő, fő feladata az, hogy az óra frekvenciáját 2, így 4 és 8, így kapjuk, azt jelenti, hogy a 16, 8 és 4 kHz frekvenciákkal rendelkező átlag. Fordulási frekvencia a gerjesztő tekercsek gerjesztése - 4 kHz. Jelzések frekvenciákon 16 és 8 kHz, ami befolyásolja a D-ravaszt D3.1, formája annak kimeneténéi a meander megduplázódott a vivőfrekvencia a 8 kHz-es, eltolt képest 90 ° a kimeneti jel a 8 kHz-es bináris mérő. Ez a váltás szükséges a szinkron detektor normál működéséhez, mivel ugyanaz a váltás a dupla frekvencia előnyös rendellenessége az érzékelő kimeneténél. A chip második felét két D-triggertől - D3.2-ből a diagramban nem használjuk, de a fel nem használt bemeneteket logikai 1-re kell csatlakoztatni, vagy a normál működéshez a logikai 0-ra kell csatlakoztatni, amint azt a diagram mutatja.

Teljesítményerősítő (32. Ábra)

A teljesítményerősítő látványossággal nem tűnik valószínűnek, és csak a D1.4 és D1.5 erőteljes invertereket képvisel, amely az antifázisban osztozik egy oszcilláló áramkör, amely egymás után párhuzamosan kapcsolódik az érzékelő és a C2 kondenzátor sugárzási tekercseinek. A kondenzátor minősítésének közelébe tartozó csillag azt jelenti, hogy értéke megközelítőleg jelzi, és azt be kell állítani. A fel nem használt inverter D1.6 úgy, hogy ne hagyja el a bemeneti szennyezőanyagot, invertálja a D1.5 jelet, de gyakorlatilag a "gyors". R3 és R4-ellenállások korlátozzák az inverterek kimeneti áramát megengedett szinten, és az oszcillációs kontúrral együtt nagy kockázatú szalagszűrővel rendelkeznek, így a kibocsátó érzékelő tekercsek feszültsége és áramformája szinte egybeesik a sinusoidal.

Ábra. 33. Az alapvető elektromos séma II. Rész. Vevőerősítő

Vevőerősítő (33. ábra)

A fogadó erősítő növeli az érzékelő fogadó tekercsekből származó különbségjelző jelet, amely az oszcilláló áramkör kondenzátorával együtt, a 8 kHz-es kétszer gyakoribbak. Az R5 gyors ellenállás miatt a fogadó tekercsek jeleinek kivonása néhány mérési együtthatóval van ellátva, amelyek az R5 ellenállás motorjának mozgatásával változhatnak. Ez kompenzációt jelent az érzékelő vételi tekercseinek paramétereinek nem azonosítására, és minimalizálja az "Iskozhatóság". A vételi erősítő kettős színvonalú. Az OU D4.2 és D6.1-es párhuzamos feszültséggel összeszerelhető. A C4 kondenzátor nagyobb frekvenciákon csökkenti az amplifikációt, ezáltal megakadályozva az erősítő útvonal megerősítését nagyfrekvenciás tippekkel a hálózati hálózatokból és más forrásokból. Ou - standard korrekciós áramkörök.

Szinkron detektor (33. Ábra)

A szinkron detektor az OU D6.2-en történik a tipikus séma szerint. Analóg kulcsként egy chip D5 CMOS multiplexer-demultiplexert alkalmazunk (32. ábra). A digitális címjel csak a fiatalabb kisülésben eltolódik, amely a K1 és K2 pontok alternatív kapcsolását biztosítja egy teljes gumiabroncson. A kiegyenesített jelet a C8 kondenzátor szűrjük, és a D6.2 fokozódik az R14C11 és R13C9 nem szűrt RF komponensek egyidejű további csillapításával. A korrekciós áramkör a használt típushoz szabványos.

Mutató (33. Ábra)

Az indikátor egy micro amméter, a nulla közepén a skála. Az indikátor részében sikeresen használható más típusú korábban leírt fémdetektorok áramkörének. Beleértve a jelzőt is, használhatja a fémdetektor kialakítását az elektronikus frekvenciaváltó elvén. Ebben az esetben az LC generátort egy RC generátorral helyettesítjük, és a mért kimeneti feszültség az ellenállóképességen keresztül az időzítő frekvencialáncára táplálódik. Tudhat többet erről a Yuri Kolokolov honlapján.

A chip D7 stabilizálja az egypólusú tápfeszültséget. Az OU D4.1 segítségével létrehoz egy mesterséges átlagos teljesítménypontot, amely lehetővé teszi egy hagyományos bipoláris áramköri mérnökök használatát. A C18-C21 kerámia blokkoló kondenzátorok a D1, D2, D3, D5 digitális chip házak közvetlen közelében vannak felszerelve.

A részletek és a tervezés típusai

A használt mikrokirumok típusai táblázatban vannak feltüntetve. 6.

6. táblázat: A használt mikrocirkendők típusai

A K561 sorozatú chip helyett a K1561 sorozatú mikrocirkinek használható. Megpróbálhat néhány K176 sorozatú zsetont vagy külföldi analógokat alkalmazni a 40xx és a 40xx.

A K157-es sorozat kettős működési erősítők (OU) helyettesíthetők az általános célú paraméterekhez hasonlóan (megfelelő változások az alagsorban és a korrekciós áramkörökben).

Az ellenállások nem kerülnek bemutatásra a differenciálmágnesmérő diagramban alkalmazott ellenállásokhoz. Csak szilárd és miniatűr kialakításra van szükségük, és kényelmesnek kell lenniük a telepítéshez. RAKAI POWER 0,125 ... 0,25 W.

A potenciométerek R5, R16-at kívánnak többször a pontos eszköz beállításához. Az R5 potenciométer fogantyút kell műanyagból készült, és legyen elegendő hosszúságú, hogy a kezelő keze érintőképernyő nem okoz változásokat a mutató leolvasott megnyomásával. Kondenzátor C16 - Elektrolitikus bármely kis méretű típusú.

A C2 * és SZ * oszcillációs kontúrok kondenzátora több (5-10 db) kondenzátorból áll. A kontúr beállítása a rezonanciát a kondenzátorok számának és névleges számának kiválasztásával történik. A K10-43 kondenzátorok típusú kondenzátorok, K71-7 vagy külföldi termostabil társaik. Megpróbálhat szokásos kerámia vagy fémkondenzátorokat használni, azonban amikor a hőmérséklet oszcilláció, akkor szükség lesz arra, hogy gyakrabban állítsa be az eszközt.

Mikronmmeter - bármilyen típusú áram 100 μA nulla közepén a skála közepén. Kényelmes kis méretű mikroamméterek, például az M4247 típusú. Majdnem bármilyen mikroammotert használhat, sőt milliamétert is - a skála bármely korlátozásával. Ehhez ki kell állítani az R15-R17 ellenállások arányát. Quartz rezonátor Q - bármely kis óra kvarc (hasonlóan a hordozható elektronikus játékokban).

S1 kapcsoló - bármilyen típusú, kicsi.

Ábra. 34. Antennaérzékelő építése

Az érzékelő tekercsek 8 mm átmérőjű kerek ferritmaggal készülnek (a rádió- és DW-tartományú rádióvevők mágneses antennáiban) és körülbelül 10 cm hosszúak. Minden tekercselés simán és szorosan megsebesült két rétegben 200 fordulóban Réz tekercselő vezeték átmérője 0,31 mm. Dupla lakk-selyem izolációban. Az összes tekercs tetején a képernyő fóliája rögzítve van. A képernyő éleit egymástól elkülönítjük, hogy megakadályozzák a rövidzárlatos fordulók kialakulását. A képernyő kimenetét réz-konzerves egymagos vezeték végzi. Alumínium fólia képernyő esetén ezt a kimenetet a képernyő teljes hosszára helyezi, és a szalag szorosan alapozza. A rézből vagy rézfóliából származó képernyő esetében a kimenet forrasztó.

A ferritmagok végei fluoroplasztikus központú tárcsákban vannak rögzítve, köszönhetően, amelynek mindegyike az érzékelő két felét egy műanyag cső belsejében tartják be az ügyet szolgáló textolitból, amint azt vázlatosan ábrázolják. 34. A cső hossza kb. 60 cm. Az érzékelő mindegyike a cső végén helyezkedik el, és a szilikon hermetók is rögzítve, amelyet a tekercsek és maguk körüli tér körül töltenek. Töltsön ki speciális lyukakat a csőházban. A fluoroplasztikus alátétekkel együtt egy ilyen tömítőanyag biztosítja a törékeny ferrit rudak rögzítését a szükséges rugalmasságot, amely megakadályozza őket a véletlen fújások során.

Az eszköz létrehozása

1. Győződjön meg róla, hogy a telepítés helyes.

2. Ellenőrizze a fogyasztott áramot, amely nem haladhatja meg a 100 mA-t.

3. Ellenőrizze a megadott generátor megfelelő működését és az impulzusjelek kialakulásának fennmaradó elemeit.

4. Testreszabhatja az oszcillációs érzékelő áramkört. A 4 kHz-es frekvencián - a 8 kHz-es befogadáson.

5. Győződjön meg róla, hogy a javított útvonal és a szinkron detektor helyessége.

Dolgozzon az eszközzel

A beállítás és az eszközzel való munka módja a következő. A keresés helyére lépünk, kapcsolja be az eszközt, és elkezdjük forgatni az érzékelő antennát. A legjobban a függőleges síkban, amely az észak-déli irányba halad. Ha a készülékérzékelő a rúdon van, akkor nem lehet forgatni, hanem a rock-ra, amennyire csak lehetővé teszi, hogy egy bár. A mutató nyíl eltér (iránytű hatás). Változó R5 ellenállás használatával próbáljuk minimalizálni ezen eltérések amplitúdóját. Nem fog „mozogni” az átlagos pont mikroamperméről felolvasások és azt is be kell állítani, hogy egy másik változó R16 ellenállás, amelynek célja, hogy beállított nulla. Ha az "iránytű" hatás minimális, akkor a készüléket kiegyensúlyozottnak kell tekinteni.

A kis tárgyak, a keresési technika segítségével differenciális magnetométer nem különbözik a technika dolgozik egy hagyományos fém detektor. Az objektum közelében a nyíl eltérhet bármely irányba. A nagy tárgyak esetében a mutató nyíl eltér a különböző irányokban egy nagy helyen.