Ферррозонд

Испытуемый феррозонд устанавливают в центре колец Гельмгольца таким образом, чтобы его продольная ось совпала с осью колец. К обмотке возбуждения подключают генератор синусоидаль­ного напряжения. При оценке чувствительности по первой гармонике в эту же обмотку подают ток смещения, создающий в объеме сердечников дополнительное постоянное поле. Выходную (вторичную) обмотку феррозонда подключают ко входу анализатора гармоник и ламповому милливольтметру. С помощью анализатора выделяют нужную гармонику выходного напряжения. Затем кольца вместе с закрепленным в них феррозондом ориентируют таким образом, что­бы продольная ось феррозонда оказалась перпендикулярной век­тору геомагнитного поля.

О перпендикулярности судят по минимуму показаний милли­вольтметра анализатора и лампового милливольтметра. Показание первого соответствует величине EnN, показание второго - EN.

В кольца подают ток, измеряемый миллиамперметром. Если посто­янная колец известна, то становится известным и поле, создаваемое в объеме феррозонда. При наличии поля милливольтметр анализа­тора измерит величину EnS. Зная напряженность поля, создаваемую

кольцами, и располагая значениями EnS, EnN и £ можно оценить

чувствительность, порог чувствительности и качество изготовления феррозонда.

Особенности экспериментальной оценки указанных парамет­ров свидетельствуют о том, что феррозонд по существу является относительным индикатором поля. Действительно, чувствительность феррозонда определяют в известном поле, созданном, например, с помощью колец Гельмгольца. Об измеренном же значении поля су­дят по выходной ЭДС и чувствительности феррозонда. Следова­тельно, измеренные значения есть результат сравнения напряжен­ности внешнего поля с величиной того же наименования.

До сих пор мы предполагали, что внешнее поле направлено вдоль сердечников, параллельно продольной оси феррозонда (см. рис 6.4). Однако это всего лишь частный случай взаимного распо­ложения вектора внешнего поля и продольной оси феррозонда. Ка­саясь экспериментальной оценки чувствительности феррозонда, мы уже говорили о перпендикулярности его оси вектору геомагнитного поля. По достижении перпендикулярности наблюдался минимум вы­ходной ЭДС феррозонда. Изменение амплитуды выходной ЭДС в зависимости от ориентации феррозонда в поле свидетельствует о присущем ему свойстве направленности.

Видно, что они представляют собой правильные "восьмерки". Максимумы диа­грамм соответствуют направлению продольной оси феррозонда, ми­нимумы - направлению, перпендикулярному этой оси. Подобные диаграммы могут иметь место лишь при косинусоидальной зависимости амплитуды выходной ЭДС от угла между продольной осью феррозонда и вектором внешнего поля.

Подводя итог, перечислим основные, учитываемые при разра­ботке СО, свойства феррозонда:

1. Феррозонд является датчиком активного типа, преобразую­щим действующую на него напряженность внешнего постоянного поля в ЭДС, кратную по частоте питающему его переменному току. Преобразование оказывается возможным благодаря нелинейности магнитных характеристик его сердечников.

2. В зависимости от выбранного режима работы феррозонда информацию о внешнем поле мог/т нести первая или вторая гармо­ники его выходной ЭДС Использование второй гармоники выходной ЭДС предпочтительнее, поскольку позволяет улучшить соотношение сигнал/помеха и создать высокочувствительные измерительные уст­ройства.

К этому следует добавить, что феррозонд является наиболее надежным и помехоустойчивым датчиком магнитного поля. При ма­лой потребляемой мощности он отличается высоким коэффициен­том полезного действия. Феррозонд имеет незначительные габариты и массу, прост в изготовлении.