Generator of Modulated Pulses for Powering a Fluxgate in Devices for Measuring Magnetic Field Strength With a Frequency as a Useful Signal
Authors: Никишечкин А.П. , Дубровин Л.М. , Давыденко В.И. 
Published: September 2024

Статья рассматривает частотометрический подход к построению измерительных устройств на базе феррозондовых преобразователей. Установлено, что частота генератора, выполненного на логических элементах и используемого для запитки обмотки возбуждения феррозонда, зависит от величины измеряемого магнитного поля. Использование частоты в качестве полезного сигнала, несущего информацию о величине напряженности магнитного поля, сопряжено с трудностями, связанными с тем, что отклонение частоты от паспортного значения приводит к потере эффективности работы феррозонда. И чем больше диапазон измеряемых значений напряженности, тем больше это отклонение. С целью преодоления этих трудностей предлагается оригинальная схема генератора модулированных импульсов напряжения для запитки обмотки возбуждения феррозонда. Частота модулирующих импульсов напряжения постоянна и соответствует рабочей (паспортной) частоте феррозонда. Частота заполнения модулирующих импульсов (то есть частота модулированных импульсов), которая зависит от величины измеряемой напряженности, может изменяться в широких пределах. Существенная девиация частоты заполнения обеспечивается нестандартным использованием выходной обмотки феррозонда, которая включается в цепь обратной связи генератора заполняющих (модулированных) импульсов. Экспериментально установлено, что такое решение позволяет значительно расширить диапазон измеряемых значений напряженности магнитного поля и повысить точность измерения при использовании частотомера в качестве регистрирующего прибора. Кроме того, запитка осуществляется двуполярными импульсами напряжения, формируемые D-триггером. Амплитуда импульсов повышена за счет использования резонансных явлений в последовательной цепи: «обмотка возбуждения – соединительные конденсаторы». Эти меры увеличивают эффективность феррозондов.

The article examines a frequency-measuring approach to the construction of measuring devices based on fluxgate converters. It was found that the frequency of the generator, made on logic elements and used to power the excitation winding of the flux gate, depends on the magnitude of the measured magnetic field. The use of frequency as a useful signal carrying information on the magnitude of the magnetic field strength is fraught with difficulties due to the fact that the frequency deviation from the rated value leads to a loss of the flux gate operation effi ciency. And the larger the range of measured values of tension, the greater this deviation. In order to overcome these difficulties, an original circuit of a modulated voltage pulse generator is proposed for feeding the excitation winding of a flux gate. The frequency of the modulating voltage pulses is constant and corresponds to the operating (passport) frequency of the flux gate. The filling frequency of the modulating pulses (that is, the frequency of the modulated pulses), which depends on the magnitude of the measured intensity, can vary over a wide range. A significant deviation of the filling frequency is provided by the non-standard use of the fluxgate output winding, which is connected to the feedback circuit of the filling (modulated) pulse generator.