Улучшение характеристик датчиков измерения слабых магнитных полей для систем управления - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Улучшение характеристик датчиков измерения слабых магнитных полей для систем управления Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления (в технической отрасли) Работа выполнена на кафедре общей физики Саратовского государственного университета им. Защита состоится 2008г на заседании диссертационного совета Д 212.242.08 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г.Для некоторых других систем управления требуется определение железосодержащих объектов и залежей железной руды под земной поверхностью или под водой по аномалиям магнитного поля (магниторазведка), а определение малых девиаций магнитного поля используется в дефектоскопии. Основой любого магнитометра является датчик магнитного поля, который представляет собой измерительный преобразователь, формирующий сигнал, содержащий информацию об измеряемом магнитном поле (обычно об одной из его проекций на некоторое выделенное направление). В СГУ и ОАО «НИИ Тантал» на основе ФМР был создан оригинальный первичный преобразователь магнитного поля в частоту генерируемого сигнала, образующий совместно с электронным частотомером магнитоэлектронный датчик магнитного поля. Цель диссертационной работы состоит в определении режимов работы магнитоэлектронных датчиков слабых магнитных полей, обеспечивающих высокую точность измерения компонент индукции магнитного поля Земли, путей повышении стабильности их работы и чувствительности при использовании в системах управления. Для исключения вращения датчика при его калибровке и измерениях предложено размещать в конструкции первичного магниточувствительного преобразователя два ферритовых резонатора с противоположно направленными полями подмагничивания и попеременно подключающихся к усилителю в режиме измерения индукции магнитного поля Земли.В главе 1 описываются магнитоэлектронные датчики слабых магнитных полей, рассматриваются их достоинства и недостатки, анализируются разработанные алгоритмы обработки показаний датчиков, настройки и калибровки, а также использование системы магнитоэлектронных датчиков для определения величины и направления вектора магнитного поля Земли. На рис.3 представлена схема одной из возможных информационно-измерительных систем на основе магнитоэлектронных датчиков магнитных полей - электронного компаса. Блок-схема измерительной системы на основе магнитоэлектронных датчиков магнитных полей, где 1 - источник ТЕС-23, 2 - стабилизатор напряжения, 3, 4 - датчики магнитных полей, ориентированные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, 5 и 6 - встроенные частотомеры с цифровым выходом, 7 - ПЭВМ. При проведении измерений вначале датчик необходимо установить в исходное положение на поворотном устройстве, совместив указатель оси датчика с направлением магнитного меридиана в данной точке пространства. Тогда значение частоты датчика можно представить в следующем виде: , (3) где f0-среднее значение частоты генерации; - максимальное отклонение частоты генерации датчика при вращении относительно магнитного меридиана; ? - угол поворота датчика относительно магнитного меридиана; ?0 - отклонение установки начала отсчета поворотного механизма от магнитного меридианаНа основе выполненных исследований были предложены, реализованы или теоретически обоснованы конструктивные решения, обеспечивающие улучшение следующих характеристик магнитоэлектронных датчиков и устройств на их основе: 1. Предложен и реализован способ упрощения калибровки датчика, существенно сокращающий время подготовки датчика к работе.

Основное содержание работы