ساخت مغناطیس‌سنج تقدمی پروتون، کراسنودار، بلتسکی A. I.

مغناطیس سنج طراحی شده برای اندازه گیری القای میدان مغناطیسی. مغناطیس سنج از یک میدان مغناطیسی مرجع استفاده می کند که از طریق اثرات فیزیکی خاصی اجازه می دهد میدان مغناطیسی اندازه گیری شده را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.
استفاده از مغناطیس سنج ها برای تشخیص اجسام عظیم ساخته شده از مواد فرومغناطیسی (اغلب فولاد) بر اساس اعوجاج موضعی میدان مغناطیسی زمین توسط این اجسام است. مزیت استفاده از مغناطیس سنج نسبت به فلزیاب های سنتی این است که برد تشخیص طولانی تر.

مغناطیس سنج های فلاکس گیت (بردار).

یکی از انواع مغناطیس سنج است . فلاکس گیت توسط فردریش فورستر اختراع شد. )

در سال 1937 و در خدمت تعیین بردار القای میدان مغناطیسی.

طراحی فلاکس گیت

فلاکس گیت تک میله ای

ساده ترین فلاکس گیت از یک میله دائمی تشکیل شده است که روی آن یک سیم پیچ تحریک قرار می گیرد (( سیم پیچ درایو) که توسط جریان متناوب و یک سیم پیچ اندازه گیری تغذیه می شود ( سیم پیچ آشکارساز).

پرمالوی- آلیاژی با خواص مغناطیسی نرم، متشکل از آهن و 45-82٪ نیکل. پرمالوی دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالا (حداکثر نفوذپذیری مغناطیسی نسبی ~ 100000) و اجباری کم است. یک نام تجاری محبوب پرمالوی برای ساخت فلاکس گیت ها 80НХС - 80٪ نیکل + کروم و سیلیکون با القایی اشباع 0.65-0.75 T است که برای هسته های ترانسفورماتورهای کوچک، چوک ها و رله هایی که در میدان های ضعیف صفحه های مغناطیسی کار می کنند، استفاده می شود. برای هسته ترانسفورماتورهای پالس، تقویت کننده های مغناطیسی و رله های بدون تماس، برای هسته های سر مغناطیسی.
وابستگی نفوذپذیری مغناطیسی نسبی به قدرت میدان برای برخی از انواع پرمالیاژ به شکل -

اگر یک میدان مغناطیسی ثابت به هسته اعمال شود، آنگاه یک ولتاژ در سیم پیچ اندازه گیری ظاهر می شود. زوجهارمونیک ها، بزرگی که به عنوان معیاری برای اندازه گیری قدرت یک میدان مغناطیسی ثابت عمل می کند. این ولتاژ فیلتر و اندازه گیری می شود.

فلاکس گیت دو میله ای

به عنوان مثال دستگاهی است که در کتاب توضیح داده شده است کارالیسا V.N.مدارهای الکترونیکی در صنعت -

این دستگاه برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی ثابت در محدوده 0.001 ... 0.5 oersted طراحی شده است.
سیم پیچ میدان سنسور L1و L3شامل شمارنده اندازه گیری سیم پیچ L2روی سیم پیچ های مزرعه پیچید. سیم پیچ های میدان توسط یک جریان 2 کیلوهرتز از یک ژنراتور فشار کش با بازخورد القایی تغذیه می شوند. حالت ژنراتور با جریان مستقیم توسط یک تقسیم کننده مقاومت تثبیت می شود R8و R9.

فلاکس گیت با هسته حلقوی
یکی از گزینه های طراحی محبوب برای مغناطیس سنج فلاکس گیت، فلاکس گیت با هسته حلقوی است. فلاکس گیت هسته حلقه) -

در مقایسه با فلاکس گیت های میله ای، این طراحی دارد سر و صدای کمترو نیازمند خلقت است نیروی مغناطیسی بسیار کمتر.

این سنسور است سیم پیچ تحریک، روی یک هسته حلقوی پیچیده می شود که از طریق آن یک جریان متناوب با دامنه کافی برای رساندن هسته به حالت اشباع جریان می یابد. سیم پیچ اندازه گیری، که از آن ولتاژ متناوب حذف می شود که برای اندازه گیری میدان مغناطیسی خارجی آنالیز می شود.
سیم پیچ اندازه گیری روی هسته حلقوی پیچیده می شود و آن را به طور کامل می پوشاند (مثلاً روی یک قاب خاص) -

این طرح مشابه طرح اصلی فلاکس گیت است (یک خازن برای دستیابی به رزونانس در هارمونیک دوم اضافه شده است) -

کاربردهای مغناطیس سنج پروتونی
مغناطیس‌سنج‌های پروتون به طور گسترده در تحقیقات باستان‌شناسی استفاده می‌شوند.
مغناطیس سنج پروتون در رمان علمی تخیلی "به دام افتاده در زمان" نوشته مایکل کرایتون اشاره شده است. جدول زمانی") -
از کنار پاهایش به پایین اشاره کرد. سه بدنه زرد رنگ سنگین به ستون های جلوی هلیکوپتر بسته شده بود. "در حال حاضر ما نقشه‌بردارهای استریو زمین، مادون قرمز، UV و رادار اسکن جانبی را حمل می‌کنیم." کرامر به شیشه عقب اشاره کرد، به سمت یک لوله نقره ای به طول شش فوت که زیر هلیکوپتر در عقب آویزان بود: «و آن چیست؟» "مغناطیس سنج پروتون." "اوه-ها. و چه کار می کند؟" "به دنبال ناهنجاری های مغناطیسی در زمین زیر ما است که می تواند نشان دهنده دیوارهای مدفون، سرامیک یا فلز باشد."

مغناطیس سنج سزیمی

یک نوع مغناطیس سنج کوانتومی مغناطیس سنج اتمی فلز قلیایی با پمپ نوری است.

مغناطیس سنج سزیمی G-858

مغناطیس سنج Overhauser

مغناطیس سنج حالت جامد

در دسترس ترین آنها مغناطیس سنج های تعبیه شده در گوشی های هوشمند هستند. برای اندرویدیک کاربرد خوب با استفاده از مغناطیس سنج است . صفحه این برنامه http://physics-toolbox-magnetometer.android.informer.com/ است.

راه اندازی مغناطیس سنج ها

برای تست فلاکس گیت می توانید استفاده کنید. سیم پیچ های هلمهولتز برای تولید یک میدان مغناطیسی تقریبا یکنواخت استفاده می شود. در حالت ایده آل، آنها دو پیچ حلقوی یکسان را نشان می دهند که به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند و در فاصله شعاع چرخشی از یکدیگر قرار دارند. به طور معمول، کویل های هلمهولتز از دو سیم پیچ تشکیل شده اند که تعداد معینی دور بر روی آنها پیچیده شده است و ضخامت سیم پیچ باید بسیار کمتر از شعاع آنها باشد. در سیستم های واقعی، ضخامت سیم پیچ ها می تواند با شعاع آنها قابل مقایسه باشد. بنابراین، می‌توان سیستم حلقه‌های هلمهولتز را دو سیم‌پیچ هم‌محور در نظر گرفت که فاصله بین مراکز آنها تقریباً برابر با شعاع متوسط آنها است. به این سیستم سیم پیچ، شیر برقی اسپلیت نیز می گویند. شیر برقی شکاف دار).

در مرکز سیستم ناحیه ای از میدان مغناطیسی یکنواخت وجود دارد (میدان مغناطیسی در مرکز سیستم به حجم 1/3 شعاع حلقه ها. همگن در 1%) که می تواند برای اهداف اندازه گیری، برای کالیبره کردن سنسورهای القای مغناطیسی و غیره استفاده شود.

القای مغناطیسی در مرکز سیستم به صورت $B = \mu _0\,(\left((4\over 5)\right) )^(3/2) \, (IN\over R)$ تعریف می شود.
که در آن $N$ تعداد چرخش های هر سیم پیچ است، $I$ جریان عبوری از سیم پیچ ها، $R$ شعاع متوسط سیم پیچ است.

از سیم پیچ های هلمهولتز نیز می توان برای محافظت از میدان مغناطیسی زمین استفاده کرد. برای انجام این کار، بهتر است از سه جفت حلقه عمود بر یکدیگر استفاده کنید، سپس جهت آنها مهم نیست.

برای تعمیرات و سایر مسائل فنی اینجا را کلیک کنید. تعمیر لوازم خانگی و اداری.

یک مغناطیس سنج تقدمی پروتون بسازید. کوبان کراسنودار

ترجمه با اضافات و یادداشت ها، ویرایش. L. I. Volkova. [ایمیل محافظت شده] Zaporozhye، اکتبر 2008

در مقاله فوق اضافات و نظرات نویسنده به صورت مورب آمده است.

در بارهپروژه آموزشی «حیاط خلوت» با استفاده از قطعات الکترونیکی در دسترس اجرا شد. این دستگاه از یک شمارنده برای اندازه گیری فرکانس تقدم پروتون ها در میدان مغناطیسی پس از قطبش پالسی آنها استفاده می کند. کنترل فرکانس تقدم پروتون ها در یک میدان مغناطیسی بر اساس یک ثابت فیزیکی دقیق است. مواد مرجع گسترده، و همچنین کاربردهای عملی مغناطیس‌سنج‌های پروتون، در مجله دانشمند آماتور، فوریه 1968 توضیح داده شده است - به پاسخ مراجعه کنید. ستون ویرایش شده توسط Scientific American. طراحی یک سیم پیچ مغناطیس سنج دوگانه نیز در آنجا توضیح داده شده است. اطلاعات این مقاله به عنوان مبنایی برای این توسعه استفاده شد. بلافاصله پس از اینکه در فوریه 1968 مقاله ای در مورد این پروژه در مجله Scientific American پیدا کردم، به ذهنم رسید که می توانیم فرکانس شماری را به چنین مغناطیس سنج پروتونی اضافه کنیم. این پروژه علمی به نام "علم حیاط خلوت" برای اندازه گیری قدرت میدان مغناطیسی زمین در یک نقطه خاص مورد توجه است. اگر مبدل دیجیتال به آنالوگ را به دستگاه اضافه کنید، امکان اتصال ضبط کننده نمودار وجود خواهد داشت.

چندین سال پیش من یک مغناطیس سنج تقدمی (مگنتومتر فلاکس گیت) ساختم. در مقاله ای توسط ریچارد نوبلز که در سپتامبر 1991 در Electronics World + Wireless World منتشر شد، توضیح داده شده است. در نمودار تابش این دستگاه حداکثر شدت میدان مغناطیسی در جهات شرقی و غربی و گذرگاه های صفر در جهت شمالی و جنوبی است. در مجاورت مرکز علمی حیاط خلوت، سر و صدا کاملا مناسب است. هارمونیک های فرکانس توان قدرتمند ساطع شده توسط خطوط برق به محدوده فرکانس صوتی گسترش می یابد، جایی که آنها با فرکانس اساسی دپلاریزاسیون پروتون رقابت می کنند. این نویزها فقط از طریق سوئیچینگ دیفرانسیل (کنترل) سیم پیچ های حسگر، جهت گیری بهینه حسگر در میدان مغناطیسی زمین و نمونه گیری استاندارد سیگنال صوتی دیجیتال قابل کنترل هستند.

و شما به وب سایت USGS (ایالات متحده آمریکا) مرکز تحقیقات مانیتورینگ فردریکزبورگ هدایت خواهید شد که حیاط خلوت در نزدیکی آن قرار دارد.

مبانی فیزیکی عملکرد مغناطیس سنج فشاری

عملکرد مغناطیس‌سنج‌های تقدمی بر اساس یک ثابت اتمی است که فرکانس امتداد محور چرخش پروتون را در یک میدان مغناطیسی تعیین می‌کند. در فیزیک و تعدادی از علوم دیگر به فرکانس لارمور معروف است.

در حال حاضر، رویکردهای مکانیکی کوانتومی برای توضیح این پدیده وجود دارد، و با این حال، توضیح کلاسیک عموماً در دسترس و پذیراتر است. پروتون یک ذره باردار است که می توان آن را در حال چرخش حول محور مرکزی خود تصور کرد. چرخش یک ذره باردار همیشه یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند، بنابراین پروتون را می توان به عنوان نوعی ریز مغناطیس اولیه نشان داد. اعمال میدان مغناطیسی خارجی فرکانس زاویه‌ای چرخش پروتون را تغییر نمی‌دهد، اما باعث نوسانات (فروختگی) محور مغناطیسی آن می‌شود. به این ترتیب اثر میدان مغناطیسی خارجی روی پروتون متعادل می شود.

قانون لارمور برای میدان های مغناطیسی ضعیف، زمانی که انرژی کمتر از 3 کیلو تن از بیرون به پروتون اعمال شود، صادق نیست. در میدان های مغناطیسی ضعیف، جابجایی هرج و مرج (خودسرانه) محور مغناطیسی پروتون به دلیل اثرات حرارتی و سایر فعل و انفعالات بین مولکولی غالب است. بنابراین، در میدان‌های مغناطیسی ضعیف، پیشروی آشفته پروتون‌ها منبع نویز الکترومغناطیسی قابل توجهی است.

[توجه داشته باشید مسیر در کودکی، هرکسی که رویه مکانیکی اسباب‌بازی را می‌چرخاند و سپس ضربه‌ای ملایم به آن می‌زند، پدیده پیشروی را مشاهده کرده است. یک بالای چرخان پس از اعمال کوچکترین ضربه خارجی (کلیک) فوراً از محور چرخش قبلی خود منحرف شده و با فرکانس خاصی شروع به نوسان در اطراف خود می کند.

سیاره ما زمین نیز به طور پیوسته به دور محور خود با شیب محور چرخش نسبت به محور دایره البروج 23 درجه و 26 دقیقه و دوره چرخش 23 ساعت و 56 متر می چرخد. به طور مداوم در میدان گرانشی یک جرم کیهانی بزرگتر - یک ستاره پروتون-هلیومی در حال چرخش - خورشید است که با دوره ای 365.25 روز زمینی به دور آن می چرخد. میدان‌های گرانشی و مغناطیسی قدرتمند خورشید بر میدان‌های گرانشی و مغناطیسی ماگمای مذاب در حال چرخش، پوسته زمین و توده عظیمی از آب حاوی پروتون و همچنین بسیاری دیگر از مواد مغناطیسی حساس در سیاره زمین قرار گرفته‌اند.

دوره تقدم محور چرخش زمین با استانداردهای ما بسیار زیاد است - کمی کمتر از 26000 سال زمینی. در کل این دوره، شیب محور چرخش زمین نسبت به محور دایره البروج به طور هماهنگ در عرض 23± درجه و 26 دقیقه در نوسان است. این دلیل اصلی تغییرات اقلیمی دوره ای بلندمدت جهانی در سیاره ما است.

کافی است بگوییم که وجود کتاب مقدس آخرین تمدن بشری، که از لحظه‌ای آغاز می‌شود که خداوند کلام و روح‌القدس خود را به آدم اول زمینی آدم عطا کرد (دوره‌های پیش از غرق شدن و پس از سیل تا به امروز) کمی بیشتر از یک چهارم دوره تقدم محور چرخش زمین حول محور دایره البروج! (در شکل 1 این بخش پایین سمت راست است).

مقیاس زاویه انحراف

برنج. 1. حرکت تقدیمی قطب سماوی در امتداد صورت فلکی دور قطبی. قطب سماوی بسیار آهسته در سراسر صورت فلکی دایره ای حرکت می کند و حول محور دایره البروج با دوره ای تقریباً 26000 ساله حرکت می کند. در همان زمان، به طور متوالی از صورت های فلکی زیر عبور می کند: هرکول (-8000-6000 سال قبل از میلاد)، دراکو (-6000-2000 سال قبل از میلاد)، دب صغیر (-2000-0-0+3500 سال قبل و بعد از میلاد)، Cepheus. (3500-8000 پس از میلاد)، ماکیان (8000-13000 پس از میلاد)، لیرا (13000-15500 پس از میلاد)، و دوباره دراکو (پس از 15500 پس از میلاد). جهت حرکت کل منظومه شمسی با مقدار کمی - حدود 4؟ (طبق کتاب: F.Yu. Siegel. Treasures starry sky. M: Nauka, GRFML, 1987, pp. 67-68, 276-277. )

زمین به طور دوره ای تحت تأثیر ماهواره خود، ماه، و همچنین تمام 8 (9) سیاره دیگر منظومه شمسی قرار می گیرد. با توجه به چرخش دوره ای ماه به دور زمین، جزر و مدهای دوره ای آب در دریاها و اقیانوس ها رخ می دهد: توده عظیم آب زمین حاوی تعداد زیادی پروتون و همچنین اتم های اکسیژن پارامغناطیسی است که توسط آنها منتقل می شود. میدان های گرانشی و مغناطیسی ماه و همچنین تمام سیارات دیگر منظومه شمسی.

یک انسان تقریباً 80٪ آب است، بنابراین او مانند تمام آب های زمین، کم و بیش طوفان های مغناطیسی را روی خورشید و فازهای ماه (ماه کامل) و تأثیر همه سیارات دیگر احساس می کند. از منظومه شمسی فرد میدان های گرانشی را به صورت وزن (جرم) احساس می کند. در مورد میدان های مغناطیسی زمین، خورشید، ماه و تمام سیارات دیگر، بشریت به قدری به وجود ابدی آنها و تغییرات دوره ای طبیعی آنها عادت کرده است که بیشتر مردم متوجه اینها نمی شوند و به قولی اینها را احساس نمی کنند. مزارع یا تغییرات آنها، درست همانطور که کسانی که در کنار دریا زندگی می کنند متوجه صدای موج سواری می شوند.

حساسیت مغناطیسی آب و اکثریت قریب به اتفاق عناصر شیمیایی، ترکیبات و تشکیلات ساختاری آنها روی زمین به وحدت نزدیک است. با این حال، برخی از عناصر شیمیایی و تشکیلات ساختاری آنها (تعدادی از کریستال ها و آلیاژهای مبتنی بر آهن، نیکل، کبالت و غیره) از نظر مغناطیسی بسیار حساس هستند. جزء اصلی خون انسان آب است. مولکول های مختلف، گروه های هیدروکسیل و سنگدانه های آنها در آن حل شده و به طور دائم در ساختارهای پیچیده بیولوژیکی حاوی آهن گروه بندی می شوند که چند ظرفیتی است و در بسیاری از اشکال ساختاری با حساسیت مغناطیسی متفاوت قرار می گیرد. بنابراین، بخشی از بشریت به دلیل طوفان های مغناطیسی خورشیدی و نوسانات محلی ماگمای زمین، به شدت مستعد تغییرات موضعی در میدان مغناطیسی زمین هستند. برخی از افراد حساس نه تنها می توانند ریز نوسانات میدان مغناطیسی زمین را درک کنند، بلکه می توانند حساسیت بیش از حد خود را در عمل به کار ببرند - به عنوان مثال، آنها می توانند منابع زیرزمینی آب (دوزینگ) را پیدا کنند.

موارد فوق به این معنی است که در مغناطیس‌سنج‌های پروتون، حسگرهای میدان مغناطیسی خارجی به‌عنوان سیم‌پیچ نیستند، بلکه خود مایع حاوی پروتون - آب، نفت سفید و بسیاری از مایعات هیدروکربنی دیگر، تعدادی الکل و غیره هستند. سیم‌پیچ‌های حسگر برای پلاریزاسیون ضروری هستند. از پروتون ها در محیط حاوی پروتون انتخابی شما، و همچنین برای گرفتن سیگنال های ضعیف تسلیم آرامش پروتون های قطبی شده. بنابراین، قرائت مغناطیس سنج های تقدم پروتون، به عنوان یک قاعده، به طراحی سنسورها بستگی ندارد.

پایان تقریبا مسیر].

پروتون به اغتشاش ناشی از میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده با پیشی گرفتن محور چرخش خود با فرکانس زاویه ای معینی واکنش نشان می دهد که یک ثابت دقیق [استاندارد هیدروژن] است که به آن ضریب ژیرو مغناطیسی می گویند. برای پروتون ها، این ضریب به 267.53x1E6 رادیان در ثانیه/تسلا یا 42.58 مگاهرتز/تسلا گرد می شود.

[توجه داشته باشید مسیر در اینجا ضریب ژیرو مغناطیسی در سیستم SI داده شده است. در آثار قبلی (مثلاً توسط Hougaard) به صورت 4.258-4.26 kHz/Gauss آورده شده است که معادل است، زیرا 1 تسلا = 10^4 گاوس].

در عرض های جغرافیایی شمالی ایالات متحده، میانگین قدرت میدان مغناطیسی حدود 50000 تا 55000 نانوتسلا است، بسته به مکان اندازه گیری متفاوت است. به دلیل طوفان های مغناطیسی دوره ای، تغییرات کوتاه مدت در قدرت میدان مغناطیسی زمین رخ می دهد که می تواند به چند صد نانو تسلا برسد. تغییرات روزانه ناشی از بادهای خورشیدی در یونوسفر در ده‌ها نانوتسلا است. به طور کلی، میانگین قدرت میدان مغناطیسی زمین در این عرض های جغرافیایی به طور پیوسته در عرض منفی 90 نانوتسلا در سال کاهش می یابد.

[این پایان جهان نیست، بلکه یک پیامد عادی از تقدم محور چرخش زمین حول محور دایره البروج است. سبقت محور چرخش زمین تأثیر قابل توجهی بر آب و هوای تمام قاره های آن دارد - نسخه فوق را ببینید. تقریبا ترجمه.]

با اندازه گیری فرکانس تقدم پروتون در میدان مغناطیسی زمین با دستگاه مخصوص، متوجه می شویم که این فرکانس در محدوده آکوستیک قرار دارد:

مثال: 42.58 مگاهرتز/تسلا * 52500x1E-9 تسلا = 2235 هرتز در منطقه من (یعنی نویسنده این مقاله - تقریباً خط) (در شمال شرقی)، فرکانس اندازه گیری شده تا به امروز به طور متوسط 2271 هرتز است که مطابقت دارد. به میانگین قدرت میدان مغناطیسی حدود 53300 نانوتسلا است. این نتیجه با داده های نظارتی USGS برای مکانی در 160 مایلی غرب فردریکزبورگ مطابقت دارد. این مقدار همچنین با مقدار اندازه گیری شده توسط مغناطیس سنج تقدمی مرجع، که در میدان سیم پیچ هلمهولتز کالیبره شده است، مطابقت دارد. برای به دست آوردن حداکثر مقدار قدرت میدان مغناطیسی زمین در یک نقطه معین، محور هندسی حسگر تقدم دستگاه از یک موقعیت افقی به یک موقعیت تقریباً عمودی منتقل شد.

[توجه داشته باشید مسیر خطوط میدان مغناطیسی که از قطب های مغناطیسی زمین سرچشمه می گیرند در امتداد مسیرهای شبه بیضوی بسته می شوند. عادی به این خطوط فقط در استوا انحراف صفر دارد. با نزدیک شدن ناظر به یکی از قطب های زمین، انحراف نرمال به طور پیوسته در جهت قطب نزدیک افزایش می یابد. دومین مغناطیس سنج شرح داده شده در این مقاله را جمع آوری کنید - و می توانید قدرت میدان مغناطیسی زمین و بزرگی انحراف مغناطیسی را برای منطقه خود اندازه گیری کنید، تغییرات کوتاه مدت و بلند مدت را در میدان مغناطیسی مشاهده کنید. به دلیل طوفان های مغناطیسی خورشیدی و همچنین تغییرات پیش رونده در میدان مغناطیسی با دقت بسیار بالا. اندازه گیری ها باید دور از منابع جریان، اجسام فلزی، ناهنجاری های مغناطیسی و غیره با بالا بردن سنسور انجام شود.تا ارتفاع حداقل 2 متر از سطح زمین. پایان تقریبا ترانس.]

دوازده ماه پس از اینکه حسگرهایی که در بالا توضیح داده شد شروع به ورود به حیاط خلوت کردند، متوجه کاهش مقدار فرکانس خواندن در منطقه ما تقریباً 6-7 هرتز شدم. در ابتدا مقادیر فرکانس حدود 2277 - 2278 هرتز بود. این همچنین با میزان تغییرات پیش‌بینی‌شده برای منطقه توسط سرویس‌های نظارتی USGS مطابقت دارد.

مغناطیس سنج تشدید پروتون برای تخمین قدرت میدان مغناطیسی و تشخیص ناهنجاری های مغناطیسی "با شنوایی"

برنج. 2 بلوک دیاگرام یک مغناطیس سنج تقدمی پروتون برای ارزیابی قدرت میدان ژئومغناطیسی و تشخیص ناهنجاری های مغناطیسی "با شنوایی".

شکل 2 یک بلوک دیاگرام از نسخه دستگاه با خروجی "فقط شنیدن" را نشان می دهد. قسمت شمارش مدار الکتریکی وجود ندارد. مدار فقط شامل یک سیم پیچ حسگر، یک تقویت کننده صدا و یک منبع تغذیه و یک تایمر است. تایمر برای کنترل عملکرد رله استفاده می شود که به طور متناوب سیم پیچ را به منبع برای پلاریزاسیون و به ورودی تقویت کننده صوتی متصل می کند. (نمودار شکل موج سیگنال خروجی تایمر را نشان می دهد.)

[توجه داشته باشید مسیر

1. بهتر است ترانزیستور دوقطبی را با ترانزیستور اثر میدان جایگزین کنید. در حال حاضر، ترانزیستورهای کلیدی اثر میدانی FET با هر توانی به تولید انبوه می رسند. در حالت بسته، مقاومت بسیار بالاتری نسبت به دوقطبی دارند. فرآیندهای گذرا مرتبط با افزایش ظرفیت کانال ترانزیستور قدرتمند FET عملاً هیچ نقشی ندارند، زیرا اندازه گیری فرکانس تقدم پروتون معمولاً زودتر از 100-200 میلی ثانیه پس از پایان پالس جریان برای قطبش آنها شروع نمی شود.

2. برای تنظیم سیم پیچ های حسگر به رزونانس، خازن های بسیار پایدار با جریان نشتی کم مورد نیاز است. در شکل 2 خازن برای تنظیم سیم پیچ حسگر به رزونانس "خازن تنظیم سیم پیچ 0.25-0.62 mF" تعیین شده است. اگر قرار است دستگاه در یک منطقه کار کند، می توانید خود را به یک حد اندازه گیری و بنابراین به یک خازن محدود کنید. تعداد محدودیت‌های اندازه‌گیری به محدوده عملیاتی دستگاه و همچنین ضریب کیفیت مدار LC در فرکانس تقدم آرامش پروتون بستگی دارد - هر چه بیشتر باشد، محدودیت‌های بیشتری باید ایجاد شود. بنابراین، نیاز به تعویض خازن های تشدید وجود دارد. در مغناطیس سنج MMP203 آنها توسط یک سوئیچ معمولی چند موقعیتی محدودیت های اندازه گیری سوئیچ می شوند.

خازن های رزونانسی نیز می توانند با ترانزیستورهای اثر میدانی سوئیچ شوند. جریان کنترل نانو آمپر است، بنابراین مدار سوئیچینگ خازن را می توان با استفاده از منطق CMOS ارزان قیمت ساخت.

پایان تقریبا ترانس.]

طراحی سنسور

در بازار، من یک منبع فوق العاده محلی از قاب های سیم پیچ برای حسگرهای مغناطیس سنج را کشف کردم که می تواند همزمان به عنوان ظروف مایع حاوی پروتون استفاده شود. این بخشی از بازار است که ادویه جات در آن یافت می شود. به دنبال ادویه هایی با حجم و شکل ظرف مناسب باشید. من متوجه شدم که اینها آن ظروف پلاستیکی با دیواره نازک هستند که دارای برآمدگی های حلقه ای در پایین و درست زیر درب آن هستند. آنها شکلی هستند که یک سیم پیچ چند چرخشی به راحتی می توان روی آن پیچید.

شکل 3. طراحی سنسور خطی از نوع بطری شکل 3 یک سیم پیچ سنسور خطی با ابعاد خاص را نشان می دهد. اندازه های زیادی موجود است. قرقره هایی با طول حدود 3.75 اینچ بیشتر ترجیح داده می شوند. اندازه بزرگتر ظرف [ظرف] ادویه امکان ایجاد یک سیم پیچ حسگر با رسانایی بیشتر را می دهد. مقاومت سیم پیچ کم فاکتور Q با کیفیت بالاتر و همچنین جریان پلاریزه بالاتر (محدود شده توسط قدرت منبع تغذیه) را فراهم می کند. یک جریان پلاریزه بزرگتر، دامنه اولیه سیگنال دپلاریزاسیون را افزایش می دهد. فاکتور کیفیت بالاتر سیم پیچ Q همچنین مدولاسیون ارتعاشی طولانی تری سیگنال را در طول دپلاریزاسیون فراهم می کند. توجه داشته باشید که اندوکتانس یک سیم پیچ با مجذور تعداد چرخش ها متناسب است، در حالی که مقاومت فعال سیم پیچ با تعداد چرخش ها نسبت مستقیم دارد. می توان فرض کرد که بهترین نتایج (ضریب Q با کیفیت بالا و تنظیم انتخابی کل مدار) با استفاده از هرچه بیشتر پیچ های ممکن و بزرگ ترین سطح مقطع سیم به دست می آید. البته، یک جزء به همان اندازه مهم، خازن است که به سیم پیچ متصل می شود تا آن را با فرکانس [تقبل پروتون] تنظیم کند.

مقدار اندوکتانس سیم پیچ باید به اندازه ای باشد که بتوان از یک خازن نه چندان گران قیمت برای تنظیم بهینه سیم پیچ برای دوره (فرکانس) دپلاریزاسیون استفاده کرد. یک مقدار Q بزرگ همچنین به دستیابی به پهنای باند باریک تر از کل زنجیره اندازه گیری کمک می کند، که برای افزایش نسبت سیگنال به نویز و کاهش تأثیر مولفه های هارمونیک بالاتر (Overtones) سیگنال تقویت شده بسیار مهم است. یادداشت های نویسنده مقاله

1. ممکن است هنگام سیم پیچی این سیم پیچ 700 دور، سیم در چهار لایه گذاشته شود. حفظ چگالی لایه ایده آل کار آسانی نیست، بنابراین ممکن است در نهایت پنج لایه داشته باشید. در واقع، تعداد چرخش ها مهم نیست. اگر آخرین چرخش 700 شما با انتهای سیم پیچ فاصله دارد، به پیچیدن تا انتها ادامه دهید.

2. با پارامترهای بالا، اندوکتانس حدود 10 میلی هنری به دست آوردم. فرمول تقریبی برای محاسبه اندوکتانس (غفلت از چند لایه، که اندوکتانس را بیش از 5٪ کاهش نمی دهد):

L = (r2n2)/(10(r+l))

جایی که: r = 1/2 قطر قاب (بطری)، اینچ

n = تعداد چرخش

l = طول، اینچ

3. در صورت رعایت تمامی پارامترهای فوق، برای دو سیم پیچ حسگر متصل به صورت سری، ظرفیت خازن رزونانسی باید حدود 0.25 μF باشد.

4. ظروف با مایع حاوی پروتون پر شده است. این می تواند آب مقطر، نفت سفید، متانول باشد. همچنین می توان از ایزوپروپیل الکل استفاده کرد

5. ظروف ادویه به طور کلی برای نگهداری مایعات طراحی نشده اند. درب آنها ممکن است دارای واشرهای کاغذی باشد که باید برداشته شوند. برای آب بندی ظروف، سعی کنید واشرهایی را از لوله داخلی دوچرخه یا مواد مشابه بسازید.

در محوطه حیاط خلوت، استفاده از دو سیم پیچ به طور قابل توجهی نسبت سیگنال به نویز را بهبود بخشید. برای من، دو سیم پیچ یکسان بیشترین تأثیر را داشتند. برای کاهش تداخل صنعتی، آنها به صورت متوالی و با دقت روشن شدند. بهترین نسبت سیگنال به نویز با جهت گیری موازی محورهای سیم پیچ و اتصال مخالف آنها به دست آمد.

[توجه داشته باشید مسیر با ضریب کیفیت بالای سیم پیچ سنسور، یک EMF قابل توجهی می تواند در انتهای آن در لحظات سوئیچینگ تشکیل شود، بنابراین ولتاژ شکست خازن های تشدید و تمام عناصر کلیدی باید تا حد امکان بالا باشد.]

[اضافه مترجم. طرح های دیگر از سنسورهای مغناطیس سنج تقدیمی.

برنج. 4. سیم پیچ سنسور نوع غوطه وری. دقیقاً از چنین سیم پیچ هایی (2 قطعه موازی با یکدیگر ، سوئیچینگ شمارنده + صفحه باز مشترک در امتداد محیط بیرونی هر دو سیم پیچ) در سنسور مغناطیس سنج معروف MMP-203 استفاده شده است.

برنج. 5. قاب سنسور از نوع حلقوی

برنج. 6. مراحل میانی ساخت حسگر حلقوی

برنج. 7. مجموعه حسگر حلقوی

اضافه شدن مترجم برای توضیح نویز پس زمینه سنسور.

تصاویر به ترتیب هستند - شکل 7، شکل 8، شکل 9.

برنج. 8.. سیگنال دپلاریزاسیون پروتون از یک سنسور مغناطیس سنج تقدمی (سنسور تک سیم پیچ). در امتداد محورها: X - sec.، Y - mV.

برای گوش دادن به سیگنال، روی شماره تصویر کلیک کنید.

برنج. 9.طیف فرکانس سایه‌دارترین بخش سیگنال دپلاریزاسیون پروتون، نشان داده شده در شکل 8، پس از تقویت‌کننده باند باریک (سنسور تک سیم پیچ).

برای گوش دادن به سیگنال، روی شماره تصویر کلیک کنید.

برنج. 10.. این طیف فرکانس با استفاده از روش اندازه گیری جبران به دست آمده است که مبتنی بر اتصال پشت سر هم دو سیم پیچ است که به دلیل آن بیشتر تداخل و نویز ترمو مغناطیسی که در شکل 1 بسیار قابل توجه است، متقابلاً جبران می شوند. 8 و 9. پس از تفریق جبرانی تداخل و نویز ترمو مغناطیسی، توزیع خطی از چگالی طیفی سیگنال تقدم آرامش پروتون در طیف نگار مشاهده می شود. اوج اصلی تقدیم پروتون با فرکانس حدود 2 کیلوهرتز به وضوح قابل مشاهده است. پیک اصلی هارمونیک دوم فرکانس بنیادی (حدود 4 کیلوهرتز) نیز به وضوح قابل مشاهده است. بالا و پایین هارمونیک اول (حدود 2 کیلوهرتز) و دوم (حدود 4 کیلوهرتز) فرکانس تقدم پروتون، پیک های ماهواره ای مشاهده می شود. فرکانس آنها بر اساس ضریب ضرب فرکانس (عدد هارمونیک) طبق قوانین اندرکنش اسپین-مدار به بالا و پایین اوج مرکزی منتقل می شود. پیک های ماهواره ای هارمونیک دوم به 2 قله تقسیم می شوند. قله ماهواره ای پایین هارمونیک دوم به وضوح به سمت فرکانس های پایین تغییر می کند و به قله بالایی متقارن می شود. واضح است که تقدم محور چرخش پروتون مرتبه اول نسبت به مرکز جرم پروتون به شدت نامتقارن است (انرژی پیوندهای مخالف پروتون و الکترون (اوربیتال های S و P) در پیوندهای SP? متفاوت است). امتداد محور چرخش پروتون مرتبه دوم تقریباً متقارن با مرکز جرم آن است (SP±1/2).

در ابتدای این مقاله گفته شد که منشأ نویز پس‌زمینه حسگر، حرکت ترموکائوتیک پروتون‌ها در میدان‌های ژئومغناطیسی ضعیف است. برای اندازه‌گیری فرکانس تسلیم شدن پروتون‌ها، فرآیند اندازه‌گیری باید به گونه‌ای سازماندهی شود که تقریباً بلافاصله پس از خاموش شدن جریان پلاریزه و تکمیل فرآیندهای انتقال آغاز شود و در یک بازه زمانی محدود ادامه یابد (در شکل 8 این سایه دارترین بازه) که در آن دامنه سیگنال مفید از سطح نویز حسگر فراتر می رود، که منابع آن تداخل و تحرک بی نظم پروتون ها در میدان های ژئومغناطیسی ضعیف با انرژی برابر یا کمتر از 3 کیلو تن است.

از تجربه مشخص است که یک سیگنال صوتی ارتعاشی، که منبع آن فرکانس های ترکیبی است، همیشه بر فرکانس اصلی سیگنال تقدم پروتون (حدود 2 کیلوهرتز) سوار می شود. منشأ آنها را می توان پس از تجزیه و تحلیل شکل. 10. مدولاسیون صوتی سیگنال تقدم پروتون با فرکانس حدود 2 کیلوهرتز توسط فرکانس های دیگر نتیجه برهم نهی بر روی سیگنال اصلی فرکانس های ترکیبی است که در نتیجه جمع و تفریق دینامیکی اجزای هارمونیک بالا و پایین تشکیل شده است. نوسانات تشدید در بخش نزدیک طیف صوتی، از جمله تأثیر رزونانس مغناطیسی تقسیم سطوح انرژی اتم هیدروژن به دلیل برهم کنش اسپینوربیتال.

پایان ترانس اضافه.]

تقویت کننده صدا

برنج. 11. بلوک دیاگرام تقویت کننده صوتی انتخابی

تقویت کننده صدا بر روی چهار ترانزیستور دوقطبی و یک تقویت کننده عملیاتی دوگانه ساخته شده است. بلوک دیاگرام توزیع بهره را در هر مرحله نشان می دهد. این تقویت کننده همچنین یک فیلتر بریدگی فعال است که با فرکانس تقدم پروتون مورد انتظار [برای یک منطقه معین] تنظیم شده است. در حداکثر، بهره بیش از 130 دسی بل است. پهنای باند نظری نیز نشان داده شده است. بهره کل بسیار زیاد است، بنابراین در هنگام نصب باید اقداماتی انجام شود تا از تحریک خود تقویت کننده جلوگیری شود.

برنج. 12. پاسخ فرکانس تقویت کننده صوتی انتخابی

برنج. 13. نمودار شماتیک تقویت کننده صوتی انتخابی

برای افزایش مقاومت ورودی تقویت کننده، یک مقاومت 100 اهم در امیتر ترانزیستور و یک مقاومت 12 کیلو اهم در پایه وجود دارد که باعث کاهش بار روی سیم پیچ های سنسور تنظیم شده برای رزونانس می شود. مدار LC موازی تشدید کننده سنسور که توسط سیم پیچ ها و خازن تشدید تشکیل شده است دارای امپدانس حدود 3000 اهم است. تمام عناصر دیگر مرحله ورودی به گونه ای انتخاب شدند که نسبت سیگنال به نویز خوبی را در بالاترین بهره ممکن ارائه دهند. نویز این مرحله معادل نویز یک مقاومت 560 اهم است. با این حال، نویز ناشی از سیم پیچ های پیکاپ و تداخل خارجی به طور قابل توجهی بیشتر از نویز خود تقویت کننده است.

توجه داشته باشید مسیر در مرحله دوم و سوم و همچنین مراحل پایانی می توانید از ترانزیستور مرکب با بهره بالا از نوع BC847C (? = 400-1000) استفاده کنید. چنین جایگزینی پهنای باند را بیشتر محدود می کند و امپدانس خروجی تقویت کننده را به 1-3 کیلو اهم کاهش می دهد (Re = 820 Ohm, Rk = 1-3 kOhm).

برنج. 14. آرایش ساختاری قطعات بر روی برد تقویت کننده

در شکل شکل 14 زیر محل قطعات روی برد تقویت کننده را نشان می دهد. روی فایبرگلاس فویل دو طرفه [getinax] نصب می شود. همه اجزا به طور ایمن لحیم شده اند، پایانه های آنها در پایانه های نایلونی یا تفلون قرار می گیرند. هادی هایی که اجزای مجزا را به هم متصل می کنند باید تا حد امکان کوتاه باشند. تخته تقویت کننده در یک کیس قالب بندی شده مخصوص قرار می گیرد که با یک صفحه آلومینیومی (نوار) پوشانده شده است. صفحه نمایش خارجی توسط یک جامپر به برد داخلی متصل می شود.

توجه داشته باشید ترجمه آنچه در مورد مغناطیس‌سنج تقدم پروتون خوب است: فرکانس تقدم پروتون به طراحی حسگر و نوع مایع حاوی پروتون بستگی ندارد، بلکه فقط به قدرت میدان مغناطیسی خارجی بستگی دارد. (این به این دلیل است که نفوذپذیری مغناطیسی مایعات و مواد معمولی حاوی پروتون که در ساخت حسگرها استفاده می شوند برابر با واحد است.) اما دامنه سیگنال، زمان اندازه گیری، و همچنین نسبت سیگنال به نویز، و در نتیجه حساسیت دستگاه به طور کلی، بسیار به تصمیمات طراحی مدار شما، طراحی و ساخت دقیق سنسور بستگی دارد. و کل دستگاه به عنوان یک کل.

صفحه بعد نموداری از یک مغناطیس سنج با یک ژنراتور اضافی را نشان می دهد که فرکانس تولید آن با فرکانس تقدم [پروتون ها] هماهنگ است. این یک نمودار مدار کاملاً قابل دسترس از یک دستگاه است که به شما امکان می دهد قدرت میدان مغناطیسی را در یک منطقه ژئومغناطیسی محلی اندازه گیری کنید. چنین اندازه گیری هایی معمولاً فقط برای اهداف اطلاعاتی انجام می شود. افراد علاقه مند می توانند دستگاه را برای سایر کاربردهای عملی خاص تطبیق دهند. من به دنبال دستیابی به مقرون به صرفه بودن و دسترسی به توسعه بودم، به طوری که هنگام تکرار آن، بتوانم از اجزای استاندارد و به راحتی در دسترس استفاده کنم. منطق CMOS که من انتخاب کردم را می توان با آنالوگ های TTL جایگزین کرد - اما پس از آن یک منبع تغذیه قدرتمندتر مورد نیاز است.

وارد ساخت دستگاهی با ژنراتور اضافی شوید!

شرح طراحی یک مغناطیس سنج با ژنراتور اضافی و PLL

شکل 15. نمودار عملکردی یک مغناطیس سنج پروتون با یک ژنراتور اضافی و PLL این یک بلوک دیاگرام از یک مغناطیس سنج پروتون است که توانایی اندازه گیری فرکانس تغییر emf تولید شده در سیم پیچ حسگر را با گذر پروتون ها پس از اعمال یک جریان قطبی کننده اضافه می کند. برای چند ثانیه چهار تقسیم کننده اعشاری به شما امکان می دهد نتیجه اندازه گیری را با وضوح 1 یا 0.1 هرتز نمایش دهید. چنین وضوح بالایی، با زمان اندازه‌گیری کمتر از یک ثانیه، با ضرب N برابر فرکانس اندازه‌گیری شده سیگنال تقدم به دست آمد.

این ابزار شامل دوازده مدار مجتمع (IC) و تعداد کمی از اجزای مجزای مختلف است. استفاده از مدارهای مجتمع از همه لحاظ اقتصادی تر است، زیرا چنین دستگاهی از تعداد کمی از عناصر استاندارد استاندارد تشکیل شده است. جایگزین های زیادی برای آی سی های چند منظوره استفاده شده در اینجا وجود دارد - آنها را می توان با گیت های INE (NAND)، ExOR (ExNOR)، شمارنده ها و مولتی ویبراتورها جایگزین کرد. برای این کاربرد، انتخاب آی سی 4046 چند کاره با نوسانگر داخلی کنترل فرکانس فاز (VCO) در ترکیب با شمارنده/تقسیم کننده 4060 راه حل خوبی است، اما گزینه های دیگری نیز وجود دارد. اگر دستگاه با باتری کار می کند، جایگزینی IC های منطقی TTL با CMOS به میزان قابل توجهی نیاز بار و برق DC را کاهش می دهد.

(در این مقاله، یک ریز مدار چند منظوره دیگر قبلاً ارائه شده است که در بخش قبلی نشان داده شده است (شکل 2) که بر اساس آن فقط ساده ترین نسخه دستگاه برای تشخیص ناهنجاری های مغناطیسی "LISTEN" (BY HEARING) قابل اجرا است. چنین راه حل فنی نیازی به اندازه گیری فرکانس [پیشرفت پروتون] ندارد، آن فقط از یک تایمر برای روشن و خاموش کردن دوره ای جریان سیم پیچ های حسگر برای قطبش دوره ای [پروتون ها] استفاده می کند.

توجه داشته باشید ترجمه با وجود سادگی، این دستگاه کاملاً کاربردی است. از نظر عمق و شعاع تشخیص ناهنجاری های مغناطیسی ایجاد شده در آب و خاک توسط فلزات آهنی، به طور قابل توجهی با اکثر فلزیاب های کلاس ها و انواع دیگر همپوشانی دارد. (حساسیت مشخص شده را فقط می توان با اتصال یک سنسور با دو سیم پیچ تقریباً یکسان در جهت مخالف به دستگاه به دست آورد).

در دستگاهی با PLL (شکل 15، 16)، همگام سازی پالس جریان از طریق سیم پیچ ها، و همچنین تمام فرآیندهای اندازه گیری فرکانس بعدی [دپلاریزاسیون پروتون] با استفاده از تشدید کننده کوارتز انجام می شود. شما می توانید دستگاه های استوانه ای کوچک مشابه را در برخی از ساعت های مچی دیجیتال پیدا کنید. آنها تقریباً 1 دلار برای 2 قطعه فروخته می شوند. در Active Electronics یا 1 دلار در هر 1 قطعه. در کلبه رادیو

تشدید کننده کوارتز اصلی یک مکمل ضروری برای جفت CD4060/MC14060 MS است. آنها همراه با یک تشدیدگر کوارتز ساعتی، فرکانس 32768 هرتز را تولید می کنند که در ورودی یک شمارنده/تقسیم کننده چهارده بیتی مشاهده می شود. فرکانس خروجی نهایی شمارنده/تقسیم کننده 2 هرتز است که با نرخ تکرار پالس 0.5 ثانیه مطابقت دارد. برای کنترل دستگاه، این فرکانس به 4 شمارنده باینری ارسال می شود که آخرین آن عناصر منطقی یکپارچه را کنترل می کند: چهار ثانیه - منطقی یک / چهار ثانیه - صفر منطقی. چرخه کامل شمارش 4 شمارنده باینری برای سادگی استفاده می شود. اگر قصد دارید یک نسخه قابل حمل از مغناطیس سنج ایجاد کنید، ممکن است مفید باشد که فاصله دپلاریزاسیون (شنیدن) را به نیم ثانیه کاهش دهید. برای انجام این کار، لازم است مدار را با حداقل یک عنصر دیگر از چهار عنصر منطقی NAND تکمیل کنید تا پالس های ورودی (10 سیکل ساعت) را رمزگشایی کرده و تعداد را بازیابی کنید.

یک جریان پلاریزه برای چند ثانیه به سیم پیچ های حسی اعمال می شود تا دامنه خوبی از سیگنال حامل به دست آید. معمولا [برای قطبش پروتون] سه ثانیه کافی است. رله سوئیچینگ پس از جدا کردن سیم پیچ از منبع جریان پلاریزاسیون، سیم پیچ(ها) را به ورودی تقویت کننده صوتی متصل می کند. پس از تقویت، سیگنال به شمارنده می رود. اگر شمارش در فرکانس آرامش باشد، یک فاصله شمارش اضافی برای دستیابی به دقت اندازه‌گیری فرکانس با وضوح 1 هرتز و ده ثانیه برای دستیابی به وضوح 0.1 هرتز لازم است. بدون شک، در مورد دوم، سیگنال زمان دارد تا به سطح نویز تقویت کننده کاهش یابد. بنابراین، در یک طراحی مدار حیاط خلوت معمولی (شکل 2)، پس از یک ثانیه سیگنال آرامش در حال حاضر با نویز و تداخل رقابت می کند.

شکل 16 نمودار شماتیک یک مغناطیس سنج با یک اسیلاتور اضافی و PLL

حلقه بسته فاز قفل شده [که در CD(HEF)40406 MS، و همچنین در 74AC(ACT)4046، 74HC(HCT)4046، 74HC(HCT)7046، 74HC(HCT)9046، و در این مدار استفاده شده است، اندازه گیری فرکانس حامل را با دقت بالا و وضوح 1 و 0.1 هرتز و در کمتر از یک ثانیه فراهم می کند. یک ورودی مقایسه کننده(های) فاز داخلی [ФК1:EXOR و ФК2:СОМВ)] سیگنالی را از خروجی تقویت کننده صوتی دریافت می کند. ورودی دیگر همان فاز مقایسه کننده (های) یک سیگنال سنتز شده توسط اسیلاتور داخلی MS......046، که توسط یک ولتاژ - VCO کنترل می شود، دریافت می کند.

[تقریبا در سری فوق MS.....046، مقایسه کننده فاز داخلی FK1 به شما امکان می دهد سیگنال های ورودی را هم در فرکانس اصلی و هم در هارمونیک سیگنال ورودی مقایسه کنید، که معادل ضرب N برابر ورودی است. فرکانس حتی بدون تقسیم کننده خارجی. FC2 می تواند 2 سیگنال دوره ای (پالسی) را فقط در فرکانس اصلی مقایسه کند. گسسته سازی تعداد فرکانس (یا به عبارت بهتر، دوره) سیگنال ورودی برای به دست آوردن حداکثر وضوح مورد نیاز اندازه گیری فرکانس f/N با این واقعیت تضمین می شود که مقدار فعلی فرکانس تولید VCO داخلی به طور خودکار حفظ می شود. در محدوده کنترل برای همه اختلالات معمولی، و در حضور یک تقسیم کننده خارجی همیشه مقداری دارد که N برابر بیشتر از فرکانس فعلی سیگنال ورودی است. زمان تعیین فرکانس خروجی VCO پس از تغییر مرحله ای در فرکانس یا فاز سیگنال ورودی کمتر از 1 میلی ثانیه است. به طور معمول، مقایسه فازهای سیگنال های ورودی و مرجع، که در یکی از مقایسه کننده های فاز داخلی انجام می شود: FK1، FK2 یا FK3 (در برخی مدل ها)، در فرکانس سیگنال ورودی انجام می شود. بنابراین، فرکانس خروجی VCO معمولاً قبل از تغذیه به ورودی مقایسه کننده بر یک ضریب N تقسیم می شود.]

در این مدار، فرکانس خروجی جریان VCO توسط دو شمارنده/تقسیم کننده دیجیتال خارجی به ترتیب بر 10 و 8 تقسیم می شود. هنگامی که حلقه ارتباطی خارجی 4046 MC بسته می شود، فرکانس VCO به طور مداوم برابر فرکانس خروجی تقویت کننده صدا حفظ می شود، ضرب در ضریب N برابر با ضریب تقسیم کل همه تقسیم کننده های خارجی متصل (8x10 = 80) . [توجه داشته باشید خط: برای MMP-203 N = 64، یعنی.

نمونه برداری مستقیم از سیگنال از خروجی VCO به تقسیم کننده ها به شما امکان می دهد نشانه ای با وضوح 0.1 هرتز دریافت کنید (در مورد MS CD(HEF)4046 درست است. سری MS AC, NS به شما امکان می دهد وضوح بالاتری دریافت کنید - به یادداشت در زیر مراجعه کنید. انتهای مقاله). به طور طبیعی، نشانگر چهار رقمی قدرت میدان مغناطیسی ممکن است از چهارمین رقم شمارش سرریز شود، زیرا با افزایش وضوح، هزاران عدد در بالاترین رقم (چهارم) نمایش داده می‌شوند و صدها، ده‌ها، واحدها و دهم هرتز در ارقام زیر نمایش داده می‌شوند. ، به ترتیب.

[توجه داشته باشید مسیر MS تمام سری...046 مقایسه کننده فاز FK2 (و فقط یکی!) دارای 2 خروجی است: یکی - معکوس - به یک فیلتر پایین گذر خارجی ارسال می شود و دیگری - مستقیم - برای نشان دادن لحظه ای در نظر گرفته شده است که معکوس خروجی FK2 در حالت سوم Z است. فقط در این حالت FC2 فرکانس های ورودی و خروجی MS به شدت با ضریب ضرب/تقسیم N هماهنگ می شوند، در حالی که یک منطقی در خروجی مستقیم FC2 ظاهر می شود. این خروجی (پین اول MS) می تواند (و باید) برای فعال کردن نمایش نتایج اندازه گیری واقعی و جلوگیری از نتایج نادرست استفاده شود. از طرح مدار مشابهی در MMP-203 استفاده شده است - مدار بسیار حجیم است، در نتیجه از نظر مقاومت در برابر تداخل و تداخل به طور قابل توجهی نسبت به هر MS...046 یکپارچه پایین تر است. در نمودار شماتیک نسخه آزمایشی دستگاه ارائه شده در اینجا، از این مهم ترین عملکرد ریز مدار MS...046 برای ساده سازی استفاده نشده است.].

در این طرح (نسخه دمو ساده شده) حالت های شمارنده های دهه با استفاده از ال ای دی نمایش داده می شود. نمودار (شکل 16) چهار LED را در ارقام قابل توجه نشان می دهد [نمایش حالت های 1، 2، 4، 8]، و در مهم ترین رقم نصب دو یا سه LED کاملاً کافی است، زیرا به ندرت بیش از حد وجود دارد. این رقم کاربر به راحتی قادر خواهد بود معادل ساده رمزگشای باینری BCD2 (دو هزار یا دویست، بسته به وضوح انتخابی) را بخواند. به طور معمول، در شرایط اندازه گیری پایدار، تغییرات فقط در کمترین رقم - با وضوح انتخاب شده 1 هرتز، یا در دو رقم آخر - با وضوح 0.1 هرتز رخ می دهد. اگر استفاده مورد نظر از ابزار جستجوی قابل حمل باشد، من گمان می‌کنم که نمایش اعشاری کامل بسیار مطلوب باشد تا همه تغییرات خوانده شوند. (اگرچه برای تشخیص ناهنجاری های مغناطیسی، فقط گوش دادن به صدای خروجی صدا ممکن است کاملاً کافی باشد). راه‌حل‌های زیادی برای پیاده‌سازی نمایشگر اعشاری وجود دارد که ما به آن عادت کرده‌ایم: این ... یک نمایشگر LCD ترکیبی، یک صفحه نمایش LCD هفت بخش و غیره است. آنها نیاز به تکمیل مدار با یک رمزگشا BCD مناسب دارند تا بتوان رمزگشا / نشانگر را قطعه بندی کرد. همچنین می توان از یک شمارنده / نشانگر ترکیبی گران قیمت استفاده کرد. به منظور صرفه جویی و به حداقل رساندن تعداد هادی های اتصال همراه با اجزای شمارش مدار، در برخی موارد می توان به جای شمارنده های گسسته از مولتی ویبراتورهای مونوپایدار (مونوستابل) استفاده کرد. با کمک آنها می توانید دوره های رسیدن پالس ها به مدارهای تصادفی و همگام سازی را تنظیم کنید. این ساده‌تر از رمزگشایی حالت‌های شمارنده‌های CD4060 و 74197 (U1 و U2) است که توسط پالس‌های زمان‌بندی تولید شده توسط یک کریستال 32.768 کیلوهرتز هدایت می‌شوند. (شکل 7). تمام عملیات رمزگشایی و کنترل را می توان با استفاده از عناصر منطقی NAND و همچنین اینورترها (به ویژه در مواردی که خود شمارنده ها عملیات منطقی مورد نیاز را روی سیگنال های خروجی Qpr و Qinv ارائه نمی دهند) پیاده سازی کرد.

برای تضمین فواصل زمانی مشخص، دوره های پالس در خروجی مولتی ویبراتورها باید با درجه دقت کافی تنظیم و تثبیت شوند، با این حال، تحمل مقادیر اسمی عناصر زمان بندی خارجی مولتی ویبراتور اغلب برای تضمین کافی نیست. فواصل زمانی دقیق (تاخیر). در طرح فوق، تشکیل فواصل زمانی دقیق با استفاده از تثبیت فرکانس کوارتز و شمارنده چند بیتی انجام می شود. مقاومت های زمان بندی R3 و R4 به درستی طراحی شده اند، اما در عمل باید آنها را تنظیم کرد تا تأخیرهای زمانی مورد نیاز (فواصل زمانی) را فراهم کنند. از آنجایی که تحمل خازن های با مقدار اسمی 10 mF بسیار گسترده است!توجه داشته باشید مسیر].

برنج. 7. نمودارهای زمان بندی تشکیل پالس های کنترلی. تأخیرهای زمان تنظیم چهارمین رقم باینری خروجی نوسانگر/ شمارنده CD4060 (Q4) در MS U1، پایه 7 موجود است. در این مرحله، فرکانس نوسانگر کریستالی (32768 هرتز) بر 16 تقسیم می شود، برابر با 2048 هرتز. تنظیم تاخیر مولتی ویبراتور U3A

لینک های موقت زیر را ایجاد کنید:

1. اتصال بین نقاط A1 و A2 را قطع کنید. A2 را به یک سیگنال آزمایشی با فرکانس 2048 وصل کنید. این خروجی MC U1، پایه شماره 7 است.

2. اتصال بین نقاط TC1 و TC2 را قطع کنید. سیگنال تنظیم اولیه (RESET TO ZERO) دهه‌ها همه شمارنده‌ها، که توسط مولتی ویبراتور U3A تولید و با تأخیر ایجاد شده است، از اینجا عبور می‌کند.

مقدار مقاومت متغیر R12 را روی پایه 11 U10 روی 8000 اهم تنظیم کنید. به این ترتیب، فرکانس مرکزی CD4046 MS VCO از پیش تنظیم شده است تا بررسی کند که چقدر در باند ضبط حلقه بازخورد برای سیگنال تست قرار می گیرد. هنگامی که فرکانس توسط VCO گرفته می شود، باید 80 برابر بیشتر از فرکانس سیگنال تست باشد، یعنی. برابر با 163840 هرتز. سوئیچ وضوح (S1) را در موقعیت "1 هرتز" قرار دهید. در این حالت، خروجی تقسیم فرکانس اعشاری VCO MS 16384 (MS 74196 در نمودار نشان داده شده است!) به ورودی شمارنده ده روزه مرتبه بالا متصل می شود. مقدار اسمی مقاومت زمانبندی R3 را روی 56 کیلو اهم یا 62 کیلو اهم تنظیم کنید.

صفحه نمایش باید هر هشت ثانیه یکبار به روز شود. مدت زمان محاسبه شده چرخه نمایش 0.2 ثانیه است، بنابراین در فرکانس VCO 163840 هرتز به صورت 3277 نمایش داده می شود. (0.2 X 16384 = 3277). مقداری برای مقاومت R3 انتخاب کنید به طوری که زمان تاخیر U3A در محدوده 190 - 210 میلی ثانیه باشد، در حالی که شمارنده باید بین 3112 - 3440 باشد.

تنظیم تاخیر مولتی ویبراتور U3B:

تمام اتصالات آزمایشی قبلی را ترک کنید. علاوه بر این، اتصالات آزمایشی موقت زیر را ایجاد کنید:

1. اتصال بین نقاط D1 و D2 را قطع کنید.

2. اتصال بین نقاط B1 و B2 را قطع کنید. در B1، یک جامپر سیم عایق را وصل کنید تا بتوانید به صورت دستی آن را به زمین وصل کنید و تنظیم مجدد دهه را بازیابی کنید.

3. یک لینک موقت از نقطه E1 به D1 ایجاد کنید. با اتصال زمین B1، کنتور را به صورت دستی تنظیم مجدد کنید. شمارنده را مشاهده کنید که هم قبل و هم بعد از بازگردانی دستی شمارنده باید شمارش شود. برای R4 مقدار اولیه را روی 27 کیلو اهم تنظیم کنید. مقدار R4 را طوری تنظیم کنید که زمان تاخیر بین 90 تا 100 میلی ثانیه باشد که معادل قرائت شمارنده بین 1475 تا 1638 است. تمام اتصالات را طبق نمودار مدار دستگاه بازیابی کنید. تنظیم فرکانس VCO MS CD4046:

نقطه A2 را به طور موقت به زمین وصل کنید. مقدار مقاومت R12 را طوری تنظیم کنید که خوانش نشانگر در محدوده 2230 - 2250 قرار گیرد. زمین موقت را بردارید.

[توجه داشته باشید مسیر جایگزینی CD4046 با MS 74NS(NST)7046-9046 این امکان را به فرد می‌دهد که نشانه‌ای از فرکانس تسلیح پروتون با وضوح 1 به دست آورد. 0.1; 0.01 و 0.001 هرتز!. (به بالا نگاه کنید: با توجه به مدار CD4046 VCO، همراه با تقسیم کننده های 10 و 8، یک سیگنال آزمایشی 163840 هرتز تولید می کند. برای CD4046 VCO، فرکانس محدود کننده 1-2 مگاهرتز است. اگر به جای CD4046، 74HC ( HCT)70(90)46، و اضافه کنید که زنجیره سیستم عامل دارای یک مقسوم علیه اعشاری دیگر (10*10*8) است، سپس VCO به طور پایدار فرکانس مرکزی را یک مرتبه بزرگتر، یعنی 1638400 هرتز ایجاد می کند. در صورت لزوم، می توانید آن را افزایش دهید. فرکانس VCO با یک مرتبه بزرگی دیگر، و سپس وضوح 0.001 هرتز را دریافت می کنیم!برای سری جدید MS 74NS...046، فرکانس عملیاتی بالایی به 16-18 مگاهرتز افزایش می یابد. برای سری جدید ضد رمزگشا CMOS 74NS، فرکانس شمارش به 50-80 مگاهرتز افزایش می یابد.]

با uv. Beletsky A.I. 10.2008 کوبان کراسنودار

مغناطیس سنج دیفرانسیل که مورد توجه شما قرار می دهیم می تواند برای جستجوی اجسام بزرگ آهنی بسیار مفید باشد. جستجوی گنج با چنین وسیله ای تقریبا غیرممکن است، اما هنگام جستجوی تانک ها، کشتی ها و سایر انواع تجهیزات نظامی غرق شده در سطحی، ضروری است.

اصل کار یک مغناطیس سنج دیفرانسیل بسیار ساده است. هر جسم فرومغناطیسی میدان مغناطیسی طبیعی زمین را تحریف می کند. این اقلام شامل هر چیزی است که از آهن، چدن و فولاد ساخته شده باشد. اعوجاج میدان مغناطیسی نیز می تواند به طور قابل توجهی تحت تأثیر مغناطش خود اجسام باشد که اغلب رخ می دهد. با ثبت انحراف شدت میدان مغناطیسی از مقدار پس‌زمینه، می‌توان نتیجه گرفت که جسمی از مواد فرومغناطیسی در نزدیکی دستگاه اندازه‌گیری وجود دارد.

اعوجاج میدان مغناطیسی زمین دور از هدف اندک است و با تفاوت سیگنال‌های دو حسگر که با فاصله کمی از هم فاصله دارند، تخمین زده می‌شود. به همین دلیل است که دستگاه دیفرانسیل نامیده می شود. هر سنسور سیگنالی متناسب با شدت میدان مغناطیسی اندازه گیری می کند. پرکاربردترین آنها حسگرهای فرومغناطیسی و حسگرهایی هستند که بر اساس تقدم مغناطیسی پروتون ها هستند. دستگاه مورد نظر از سنسورهای نوع اول استفاده می کند.

اساس یک حسگر فرومغناطیسی (همچنین به نام فلاکس گیت) یک سیم پیچ با هسته ای ساخته شده از مواد فرومغناطیسی است. یک منحنی مغناطیسی معمولی برای چنین ماده ای از یک دوره فیزیک مدرسه به خوبی شناخته شده است و با در نظر گرفتن تأثیر میدان مغناطیسی زمین، شکل زیر را دارد که در شکل نشان داده شده است. 29.

برنج. 29. منحنی مغناطیسی

سیم پیچ توسط یک سیگنال حامل سینوسی متناوب تحریک می شود. همانطور که در شکل دیده میشود. 29، جابجایی منحنی مغناطیسی هسته فرومغناطیسی سیم پیچ توسط میدان مغناطیسی خارجی زمین منجر به این واقعیت می شود که القای میدان و ولتاژ مربوطه روی سیم پیچ شروع به تغییر نامتقارن می کند. به عبارت دیگر، ولتاژ سنسور با جریان سینوسی فرکانس حامل با سینوسی با نوک موج‌های "مسطح" بیشتر متفاوت خواهد بود. و این اعوجاج نامتقارن خواهد بود. در زبان تحلیل طیفی، این به معنای ظاهر شدن در طیف ولتاژ خروجی سیم پیچ هارمونیک های زوج است که دامنه آن متناسب با قدرت میدان مغناطیسی بایاس (میدان زمین) است. این هارمونیک ها هستند که باید "گرفته شوند".

برنج. 30. سنسور فرومغناطیسی دیفرانسیل

قبل از ذکر یک آشکارساز سنکرون که به طور طبیعی خود را برای این منظور پیشنهاد می کند، با یک سیگنال مرجع دو برابر فرکانس حامل کار می کند، اجازه دهید طراحی یک نسخه پیچیده از یک حسگر فرومغناطیسی را در نظر بگیریم. از دو هسته و سه سیم پیچ تشکیل شده است (شکل 30). در هسته خود، این یک سنسور دیفرانسیل است. با این حال، برای سادگی، بیشتر در متن آن را دیفرانسیل نمی نامیم، زیرا خود مغناطیس سنج قبلاً دیفرانسیل است :).

این طرح شامل دو هسته فرومغناطیسی یکسان با سیم پیچ های یکسان است که به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. در رابطه با سیگنال الکتریکی مهیج فرکانس مرجع، آنها به صورت خلاف جریان متصل می شوند. سیم پیچ سوم یک سیم پیچ پیچ در بالای دو سیم پیچ هسته اول است که به هم تا شده اند. در غیاب میدان مغناطیسی بایاس خارجی، سیگنال های الکتریکی سیم پیچ اول و دوم متقارن هستند و در حالت ایده آل، به گونه ای عمل می کنند که سیگنال خروجی در سیم پیچ سوم وجود نداشته باشد، زیرا شارهای مغناطیسی از طریق آن به طور کامل جبران می شوند. .

در حضور یک میدان مغناطیسی بایاسینگ خارجی، تصویر تغییر می کند. ابتدا یک یا آن هسته در اوج نیم موج متناظر به دلیل تأثیر اضافی میدان مغناطیسی زمین به اشباع عمیق تر از حد معمول پرواز می کند. در نتیجه، سیگنال عدم تطابق دو فرکانس در خروجی سیم پیچ سوم ظاهر می شود. سیگنال های هارمونیک بنیادی به طور ایده آل به طور کامل در آنجا جبران می شوند.

راحتی سنسور در نظر گرفته شده در این واقعیت نهفته است که سیم پیچ های آن را می توان در مدارهای نوسانی برای افزایش حساسیت قرار داد. اول و دوم - به یک مدار نوسانی (یا مدارها) تنظیم شده به فرکانس حامل. سوم - به یک مدار نوسانی تنظیم شده به هارمونیک دوم.

سنسور توصیف شده دارای یک الگوی تشعشع مشخص است. هنگامی که محور طولی سنسور در امتداد خطوط نیروی میدان مغناطیسی ثابت خارجی قرار دارد، سیگنال خروجی آن حداکثر است. هنگامی که محور طولی بر خطوط نیرو عمود باشد، سیگنال خروجی صفر است.

یک سنسور از نوع در نظر گرفته شده، به ویژه در ارتباط با یک آشکارساز سنکرون، می تواند با موفقیت به عنوان یک قطب نما الکترونیکی کار کند. سیگنال خروجی آن پس از یکسوسازی متناسب با پیش بینی بردار قدرت میدان مغناطیسی زمین بر روی محور حسگر است. تشخیص همزمان این امکان را فراهم می کند که نشانه این فرافکنی را پیدا کنید. اما حتی بدون علامت - با جهت گیری سنسور با توجه به حداقل سیگنال، جهتی به سمت غرب یا شرق می گیریم. با جهت گیری به حداکثر، جهت خط میدان مغناطیسی زمین را بدست می آوریم. در عرض های جغرافیایی میانی (مثلاً در مسکو)، به صورت مایل می رود و در جهت شمال به زمین می چسبد. از زاویه انحراف مغناطیسی می توان برای تخمین تقریبی عرض جغرافیایی یک منطقه استفاده کرد.

مغناطیس سنج های فرومغناطیسی دیفرانسیل دارای مزایا و معایب خود هستند. از مزایا می توان به سادگی دستگاه اشاره کرد؛ پیچیدگی آن بیشتر از یک گیرنده رادیویی با تقویت مستقیم نیست. معایب شامل سختی کار سنسورهای ساخت است - علاوه بر دقت، مطابقت کاملاً دقیقی از تعداد چرخش سیم پیچ های مربوطه نیز لازم است. خطای یک یا دو دور می تواند حساسیت احتمالی را تا حد زیادی کاهش دهد. یکی دیگر از معایب "قطب نما" دستگاه است، به عنوان مثال، عدم امکان جبران کامل میدان زمین با کم کردن سیگنال ها از دو سنسور فاصله دار. در عمل، هنگامی که سنسور حول محوری عمود بر محور طولی می چرخد، این منجر به سیگنال های نادرست می شود.

طراحی عملی

طراحی عملی یک مغناطیس سنج فرومغناطیسی دیفرانسیل در نسخه اولیه بدون قطعه الکترونیکی ویژه برای نشان دادن صدا و تنها با استفاده از یک میکرو آمپرمتر با صفر در وسط مقیاس اجرا و آزمایش شد. مدار نشانگر صدا را می توان از توضیحات فلزیاب بر اساس اصل "انتقال - دریافت" برداشت. دستگاه دارای پارامترهای زیر است.

مشخصات فنی اصلی

ولتاژ تغذیه - 15... 18 ولت
مصرف جریان - بیش از 50 میلی آمپر نیست

عمق تشخیص:

تپانچه - 2 متر
لوله توپ - 4 متر
مخزن - 6 متر

طرح ساختاری

بلوک دیاگرام در شکل نشان داده شده است. 31. یک اسیلاتور اصلی تثبیت شده با کوارتز، پالس های ساعت را برای تنظیم کننده سیگنال تولید می کند.

برنج. 31. بلوک دیاگرام مغناطیس سنج فرومغناطیسی دیفرانسیل

در یکی از خروجی های آن یک موج مربعی از هارمونیک اول وجود دارد که به تقویت کننده قدرت می رود و سیم پیچ های تابشی حسگرهای 1 و 2 را تحریک می کند. خروجی دیگر یک موج مربعی از فرکانس ساعت مضاعف مرجع با 90 درجه ایجاد می کند. تغییر برای آشکارساز سنکرون. سیگنال تفاوت از سیم‌پیچ‌های خروجی (سوم) سنسورها در تقویت‌کننده گیرنده تقویت شده و توسط یک آشکارساز سنکرون تصحیح می‌شود. سیگنال ثابت تصحیح شده را می توان با یک میکرو آمپرمتر یا با دستگاه های نشانگر صدا که در فصل های قبل توضیح داده شد، ضبط کرد.

نمودار شماتیک

نمودار شماتیک یک مغناطیس سنج فرومغناطیسی دیفرانسیل در شکل نشان داده شده است. 32 - قسمت 1: اسیلاتور اصلی، تهویه کننده سیگنال، تقویت کننده قدرت و سیم پیچ های تابشی، شکل. 33 - قسمت 2: دریافت سیم پیچ، تقویت کننده گیرنده، آشکارساز سنکرون، نشانگر و منبع تغذیه.

برنج. 32. نمودار مدار الکتریکی - قسمت 1

اسیلاتور اصلی بر روی اینورترهای D1.1-D1.3 مونتاژ می شود. فرکانس نوسانگر توسط یک رزوناتور کوارتز یا پیزوسرامیک Q با فرکانس تشدید 215 هرتز = 32 کیلوهرتز ("کوارتز ساعت") تثبیت می شود. مدار R1C1 از تحریک ژنراتور در هارمونیک های بالاتر جلوگیری می کند. مدار OOS از طریق مقاومت R2 بسته می شود و مدار POS از طریق تشدیدگر Q بسته می شود. ژنراتور ساده است، مصرف جریان پایینی دارد، با ولتاژ تغذیه 3...15 ولت به طور قابل اعتماد کار می کند و حاوی عناصر تنظیم شده یا مقاومت های بسیار بالا نیست. فرکانس خروجی ژنراتور حدود 32 کیلوهرتز است.

حالت دهنده سیگنال(شکل 32)

تنظیم کننده سیگنال روی یک شمارنده باینری D2 و یک D-flip-flop D3.1 مونتاژ می شود. نوع شمارنده باینری مهم نیست، وظیفه اصلی آن تقسیم فرکانس ساعت بر 2، 4 و 8 است و بدین ترتیب پیچ و خم هایی با فرکانس های 16، 8 و 4 کیلوهرتز به دست می آید. فرکانس حامل برای تحریک سیم پیچ های ساطع کننده 4 کیلوهرتز است. سیگنال‌هایی با فرکانس‌های 16 و 8 کیلوهرتز که بر روی D-flip-flop D3.1 عمل می‌کنند، در خروجی آن یک موج مربعی دو برابر شده نسبت به فرکانس حامل 8 کیلوهرتز تشکیل می‌دهند که 90 درجه نسبت به سیگنال خروجی 8 تغییر می‌کند. کیلوهرتز شمارنده باینری چنین تغییری برای عملکرد عادی یک آشکارساز سنکرون ضروری است، زیرا همان تغییر یک سیگنال عدم تطابق فرکانس دوگانه در خروجی سنسور دارد. نیمه دوم ریز مدار دو فلیپ فلاپ D - D3.2 در مدار استفاده نمی شود، اما ورودی های استفاده نشده آن برای عملکرد عادی باید به 1 منطقی یا 0 منطقی متصل شوند که در نمودار نشان داده شده است.

تقویت کننده(شکل 32)

تقویت کننده قدرت در نگاه اول آنطور به نظر نمی رسد و فقط معکوس کننده های قدرتمند D1.4 و D1.5 را نشان می دهد که در ضد فاز یک مدار نوسانی متشکل از سیم پیچ های تابشی متصل به موازات سری سنسور و خازن C2 را می چرخانند. علامت ستاره در کنار رتبه خازن به این معنی است که مقدار آن تقریباً نشان داده شده است و باید در هنگام نصب انتخاب شود. اینورتر استفاده نشده D1.6، برای اینکه ورودی خود را بدون اتصال رها نکند، سیگنال D1.5 را معکوس می کند، اما عملا "بیکار" کار می کند. مقاومت‌های R3 و R4 جریان خروجی اینورترها را تا حد قابل قبولی محدود می‌کنند و همراه با مدار نوسانی، یک فیلتر باند با کیفیت بالا را تشکیل می‌دهند که به همین دلیل شکل ولتاژ و جریان در سیم‌پیچ‌های ساطع کننده سنسور تقریباً منطبق است. با سینوسی

تقویت کننده گیرنده(شکل 33)

تقویت کننده گیرنده دو مرحله ای است. با استفاده از آپامپ های D4.2 و D6.1 با فیدبک ولتاژ موازی مونتاژ می شود. خازن C4 بهره را در فرکانس های بالاتر کاهش می دهد و در نتیجه از اضافه بار مسیر تقویت با تداخل فرکانس بالا از شبکه های قدرت و سایر منابع جلوگیری می کند. مدارهای تصحیح Op-amp استاندارد هستند.

آشکارساز سنکرون(شکل 33)

آشکارساز سنکرون با استفاده از op-amp D6.2 طبق یک مدار استاندارد ساخته شده است. تراشه مولتی پلکسر-دیمولتی پلکسر D5 CMOS 8 در 1 به عنوان سوئیچ های آنالوگ استفاده می شود (شکل 32). سیگنال آدرس دیجیتالی آن تنها در کمترین بیت مهم جابه‌جا می‌شود و جایگزینی متناوب نقاط K1 و K2 را به یک گذرگاه مشترک فراهم می‌کند. سیگنال تصحیح شده توسط خازن C8 فیلتر شده و توسط آپمپ D6.2 با تضعیف اضافی همزمان اجزای RF فیلتر نشده توسط مدارهای R14C11 و R13C9 تقویت می شود. مدار تصحیح op-amp برای نوع مورد استفاده استاندارد است.

برنج. 33. نمودار مدار - قسمت 2. تقویت کننده گیرنده

شاخص(شکل 33)

نشانگر یک میکرو آمپرمتر با صفر در وسط مقیاس است. بخش نشانگر می تواند با موفقیت از مدار سایر انواع فلزیاب که قبلا توضیح داده شد استفاده کند. به طور خاص، طراحی یک فلزیاب بر اساس اصل فرکانس متر الکترونیکی می تواند به عنوان یک نشانگر استفاده شود. در این حالت، نوسان ساز LC آن با یک نوسانگر RC جایگزین می شود و ولتاژ خروجی اندازه گیری شده از طریق یک تقسیم کننده مقاومتی به مدار تنظیم فرکانس تایمر تغذیه می شود. می توانید در وب سایت یوری کولوکولوف بیشتر در این مورد مطالعه کنید.

تراشه D7 ولتاژ تغذیه تک قطبی را تثبیت می کند. آپمپ D4.1 یک منبع تغذیه نقطه میانی مصنوعی ایجاد می‌کند که امکان استفاده از مدار تقویت کننده دوقطبی معمولی را فراهم می‌کند. خازن های مسدود کننده سرامیکی C18-C21 در مجاورت محفظه های ریز مدارهای دیجیتال D1، D2، D3، D5 نصب می شوند.

انواع قطعات و طراحی

انواع ریز مدارهای مورد استفاده در جدول نشان داده شده است. 6.

جدول 6. انواع تراشه های مورد استفاده

به جای ریز مدارهای سری K561 می توان از ریز مدارهای سری K1561 استفاده کرد. می توانید سعی کنید از برخی ریز مدارهای سری K176 یا آنالوگ های خارجی سری 40ХХ و 40ХХХ استفاده کنید.

تقویت کننده های عملیاتی دوگانه (op-amp) سری K157 را می توان با هر آپ امپ همه منظوره با پارامترهای مشابه (با تغییرات مناسب در مدارهای پین اوت و تصحیح) جایگزین کرد.

هیچ الزام خاصی برای مقاومت های مورد استفاده در مدار مغناطیس سنج دیفرانسیل وجود ندارد. فقط باید طراحی بادوام و مینیاتوری داشته باشند و به راحتی نصب شوند. اتلاف توان اسمی 0.125...0.25 W.

پتانسیومترهای R5 و R16 برای سهولت در تنظیم دقیق دستگاه ترجیحاً چند چرخشی هستند. دسته پتانسیومتر R5 باید از پلاستیک ساخته شده و دارای طول کافی باشد تا لمس دست اپراتور در حین تنظیم باعث تغییر در قرائت نشانگر به دلیل تداخل نشود.

خازن C16 - الکترولیتی از هر نوع کوچک.

خازن های مدارهای نوسانی C2* و SZ* شامل چندین خازن (5-10 عدد) هستند که به صورت موازی متصل شده اند. تنظیم مدار به رزونانس با انتخاب تعداد خازن ها و رتبه آنها انجام می شود. نوع پیشنهادی خازن های K10-43، K71-7 یا آنالوگ های خارجی مقاوم در برابر حرارت. می توانید سعی کنید از خازن های معمولی سرامیکی یا فیلم فلزی استفاده کنید، اما در صورت نوسان دما، باید دستگاه را بیشتر تنظیم کنید.

میکرو آمپرمتر - هر نوع برای جریان 100 μA با صفر در وسط مقیاس. میکرو آمپرمترهای کوچک، به عنوان مثال، نوع M4247، مناسب هستند. شما می توانید تقریبا از هر میکرو آمپرمتر و حتی یک میلی آمپرمتر - با هر محدودیت مقیاس استفاده کنید. برای انجام این کار، باید مقادیر مقاومت های R15-R17 را مطابق با آن تنظیم کنید.

رزوناتور کوارتز Q - هر کوارتز ساعت با اندازه کوچک (مشابه ها در بازی های الکترونیکی قابل حمل نیز استفاده می شوند).

سوئیچ S1 - هر نوع، با اندازه کوچک.

سیم پیچ های سنسور بر روی هسته های فریت گرد با قطر 8 میلی متر (مورد استفاده در آنتن های مغناطیسی گیرنده های رادیویی در محدوده CB و DV) و طول حدود 10 سانتی متر ساخته شده اند.هر سیم پیچ از 200 دور سیم سیم پیچ مسی با قطر 0.31 میلی متر، به طور یکنواخت و محکم در دو لایه در عایق دولایه ابریشم پیچیده شده است. یک لایه از فویل صفحه روی تمام سیم پیچ ها وصل شده است. لبه های صفحه نمایش از یکدیگر عایق شده اند تا از ایجاد یک چرخش اتصال کوتاه جلوگیری کنند. خروجی صفحه نمایش با سیم مسی تک هسته ای ساخته شده است. در مورد صفحه نمایش فویل آلومینیومی، این ترمینال در تمام طول آن بر روی صفحه قرار می گیرد و با نوار برقی محکم بسته می شود. در مورد صفحه نمایش ساخته شده از فویل مس یا برنج، ترمینال لحیم شده است.

برنج. 34. طراحی سنسور-آنتن

طول لوله حدود 60 سانتی متر است که هر یک از نیمه های سنسور در انتهای لوله قرار دارد و علاوه بر آن با درزگیر سیلیکونی که فضای اطراف سیم پیچ ها و هسته آنها را پر می کند، ثابت می شود. پر کردن از طریق سوراخ های مخصوص در بدنه لوله انجام می شود. همراه با واشرهای فلوروپلاستیک، چنین درزگیر خاصیت ارتجاعی لازم را به میله های فریت شکننده می دهد که از ترک خوردن آنها در هنگام ضربه های تصادفی جلوگیری می کند.

راه اندازی دستگاه

1. مطمئن شوید که نصب درست است.

2. مصرف جریان را که نباید بیش از 100 میلی آمپر باشد بررسی کنید.

3. عملکرد صحیح اسیلاتور اصلی و سایر عناصر تولید سیگنال پالس را بررسی کنید.

4. مدار نوسانی سنسور را تنظیم کنید. انتشار - در فرکانس 4 کیلوهرتز، دریافت - در 8 کیلوهرتز.

5. مطمئن شوید که مسیر تقویت و آشکارساز سنکرون به درستی کار می کنند.

کار با دستگاه

مراحل راه اندازی و راه اندازی دستگاه به شرح زیر است. ما به سایت جستجو می رویم، دستگاه را روشن می کنیم و شروع به چرخاندن آنتن سنسور می کنیم. بهترین حالت در یک صفحه عمودی است که از جهت شمال به جنوب می گذرد. اگر سنسور دستگاه روی یک میله است، نمی توانید آن را بچرخانید، بلکه آن را تا جایی که میله اجازه می دهد بچرخانید. سوزن نشانگر منحرف خواهد شد (اثر قطب نما). با استفاده از مقاومت متغیر R5 سعی می کنیم دامنه این انحرافات را به حداقل برسانیم. در این حالت، نقطه میانی قرائت‌های میکروآمپرمتر "حرکت" خواهد داشت و همچنین باید با مقاومت متغیر دیگری R16 که برای تنظیم صفر طراحی شده است، تنظیم شود. هنگامی که اثر "قطب نما" به حداقل می رسد، دستگاه متعادل در نظر گرفته می شود.

برای اجسام کوچک، روش جستجو با استفاده از مغناطیس سنج دیفرانسیل با روش کار با فلزیاب معمولی تفاوتی ندارد. در نزدیکی یک جسم، فلش می تواند در هر جهتی منحرف شود. برای اجسام بزرگ، سوزن نشانگر در جهات مختلف در یک منطقه بزرگ منحرف می شود.

خواندن و نوشتنمفید

برنج. 29. منحنی مغناطیسی

برنج. 30. سنسور فرومغناطیسی دیفرانسیل

راحتی سنسور در نظر گرفته شده در این واقعیت نهفته است که سیم پیچ های آن را می توان در مدارهای نوسانی برای افزایش حساسیت قرار داد. اولی و دومی در یک مدار (یا مدارهای) نوسانی هستند که با فرکانس حامل تنظیم شده اند. سوم - به یک مدار نوسانی تنظیم شده به هارمونیک دوم.

طراحی عملی

مشخصات فنی اصلی
ولتاژ تغذیه 15... 18 ولت
مصرف جریان بیش از 50 میلی آمپر نیست
عمق تشخیص:
تفنگ 2 متری
لوله تفنگ 4 متر
مخزن 6 متر

طرح ساختاری

برنج. 31. بلوک دیاگرام مغناطیس سنج فرومغناطیسی دیفرانسیل

نمودار شماتیک

نمودار شماتیک یک مغناطیس سنج فرومغناطیسی دیفرانسیل در شکل نشان داده شده است. 32 - قسمت 1; اسیلاتور اصلی، تهویه کننده سیگنال، تقویت کننده قدرت و سیم پیچ های تابشی، شکل. 33 - قسمت 2: دریافت سیم پیچ، تقویت کننده گیرنده، آشکارساز سنکرون، نشانگر و منبع تغذیه.

برنج. 32. نمودار مدار الکتریکی - قسمت اول

ژنراتور اصلی (شکل 32)

اسیلاتور اصلی بر روی اینورترهای D1.1-D1.3 مونتاژ می شود. فرکانس ژنراتور توسط یک رزوناتور کوارتز یا پیزوسرامیک Q با فرکانس تشدید 215 هرتز = 32 کیلوهرتز ("کوارتز ساعت") تثبیت می شود. مدار R1C1 از تحریک ژنراتور در هارمونیک های بالاتر جلوگیری می کند. مدار OOS از طریق مقاومت R2 بسته می شود و مدار PIC از طریق تشدیدگر Q بسته می شود. ژنراتور ساده است، مصرف جریان کمی دارد، با ولتاژ تغذیه 3 ... 15 ولت قابل اعتماد عمل می کند و حاوی عناصر تنظیم یا مقاومت های بیش از حد با مقاومت بالا نیست. فرکانس خروجی ژنراتور حدود 32 کیلوهرتز است.

SIGNAL FORMER (شکل 32)

تقویت کننده برق (شکل 32)

برنج. 33. نمودار مدار الکتریکی - قسمت دوم. تقویت کننده گیرنده

تقویت کننده گیرنده (شکل 33)

تقویت کننده گیرنده سیگنال تفاوت دریافتی از سیم پیچ های گیرنده سنسور را تقویت می کند که همراه با خازن SZ یک مدار نوسانی تنظیم شده با فرکانس دوگانه 8 کیلوهرتز را تشکیل می دهند. به لطف مقاومت تنظیم کننده R5، سیگنال های سیم پیچ های دریافت کننده با ضرایب وزنی خاصی کم می شوند که با حرکت دادن نوار لغزنده مقاومت R5 قابل تغییر هستند. این به جبران پارامترهای غیر یکسان سیم پیچ های گیرنده سنسور و به حداقل رساندن "قطب نما" آن دست می یابد. تقویت کننده گیرنده دو مرحله ای است. با استفاده از آپامپ های D4.2 و D6.1 با فیدبک ولتاژ موازی مونتاژ می شود. خازن C4 بهره را در فرکانس های بالاتر کاهش می دهد و در نتیجه از اضافه بار مسیر تقویت با تداخل فرکانس بالا از شبکه های قدرت و سایر منابع جلوگیری می کند. مدارهای تصحیح Op-amp استاندارد هستند.

آشکارساز سنکرون (شکل 33)

اندیکاتور (شکل 33)

انواع قطعات و طراحی

انواع ریز مدارهای مورد استفاده در جدول نشان داده شده است. 6.

جدول 6. انواع تراشه های مورد استفاده

سوئیچ S1 - هر نوع، با اندازه کوچک.

برنج. 34. طراحی سنسور-آنتن

انتهای هسته‌های فریت در دیسک‌های مرکزی فلوروپلاستیک ثابت می‌شوند که به لطف آن هر یک از دو نیمه حسگر در داخل یک لوله پلاستیکی ساخته شده از تکستولیت قرار می‌گیرد که به عنوان یک محفظه عمل می‌کند، همانطور که به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. 34. طول لوله حدود 60 سانتی متر است که هر یک از نیمه های سنسور در انتهای لوله قرار دارد و به علاوه با درزگیر سیلیکونی که فضای اطراف سیم پیچ ها و هسته آنها را پر می کند، ثابت می شود. پر کردن از طریق سوراخ های مخصوص در بدنه لوله انجام می شود. همراه با واشرهای فلوروپلاستیک، چنین درزگیر خاصیت ارتجاعی لازم را به میله های فریت شکننده می دهد که از ترک خوردن آنها در هنگام ضربه های تصادفی جلوگیری می کند.

راه اندازی دستگاه

1. مطمئن شوید که نصب درست است.

2. مصرف جریان را که نباید بیش از 100 میلی آمپر باشد بررسی کنید.

3. عملکرد صحیح اسیلاتور اصلی و سایر عناصر تولید سیگنال پالس را بررسی کنید.

4. مدار نوسانی سنسور را تنظیم کنید. انتشار - در فرکانس 4 کیلوهرتز، دریافت - در 8 کیلوهرتز.

5. مطمئن شوید که مسیر تقویت و آشکارساز سنکرون به درستی کار می کنند.

کار با دستگاه

مغناطیس سنج وسیله ای است که برای کشف میدان مغناطیسی زمین یا جستجوی اجسام پنهان استفاده می شود. بر اساس اصل کار، دستگاه کمی شبیه یک فلزیاب است که به سطوح فلزی واکنش نشان می دهد، با این تفاوت که به میدان مغناطیسی طبیعی زمین و همچنین اجسام غیر فلزی بزرگ که دارای خود هستند حساس است. میدان باقی مانده این دستگاه کاربرد خود را در شاخه های مختلف صنعت و علم پیدا کرده است، زیرا به شما امکان ثبت ناهنجاری های طبیعی را می دهد و همچنین جستجوی اشیا را سرعت می بخشد.

چرا از مغناطیس سنج استفاده می شود؟

مغناطیس‌سنج‌ها به یک میدان مغناطیسی پاسخ می‌دهند و قدرت آن را در واحدهای اندازه‌گیری فیزیکی مختلف بیان می‌کنند. در این راستا، انواع مختلفی از این دستگاه ها وجود دارد که هر کدام برای یک هدف جستجوی خاص اقتباس شده اند. تغییرات این دستگاه ها در ده ها شاخه علم و صنعت استفاده می شود:

زمين شناسي.
باستان شناسی.
جهت یابی.
زلزله شناسی.
اطلاعات نظامی
زمین شناسی.

که در زمين شناسيبا استفاده از مغناطیس سنج می توان مواد معدنی را بدون نیاز به حفاری آزمایشی برای نمونه برداری یافت. این دستگاه به شما امکان می دهد تا یک رگه غنی از مواد معدنی را ثبت کنید و در مورد توصیه شروع استخراج در منطقه تصمیم بگیرید. همچنین با استفاده از این تجهیزات می توان محل قرارگیری منابع زیرزمینی آب آشامیدنی، نحوه قرارگیری و حجم آنها را تعیین کرد. با تشکر از این، شما می توانید از قبل تصمیم بگیرید که در آن یک چاه یا گمانه بسازید تا بدون نیاز به حداکثر تعمیق به آب برسید.

مغناطیس سنج ها در باستان شناسیدر حین حفاری آنها به شما اجازه می دهند به پایه های ساختمان، مجسمه ها و سایر اشیاء پنهان در اعماق زمین که دارای مغناطیس باقی مانده هستند پاسخ دهید. اول از همه، آجر یا سنگ سوخته است. این دستگاه به اجاق ها و اجاق های باستانی که در اعماق زمین پنهان شده اند پاسخ می دهد. می توان از آن برای جستجوی اجسام در یخ یا برف استفاده کرد.

مغناطیس سنج نیز در جهت یابی. با کمک آن، میدان مغناطیسی زمین تعیین می شود، در نتیجه می توان در صورت عدم جهت گیری، داده هایی در مورد جهت حرکت به دست آورد. چنین دستگاه هایی در حمل و نقل هوایی و دریایی استفاده می شود. مغناطیس‌سنج‌ها تجهیزات مورد نیاز ایستگاه‌های فضایی و شاتل‌ها هستند.

که در زلزله شناسیمغناطیس‌سنج‌هایی که به میدان مغناطیسی زمین واکنش نشان می‌دهند، پیش‌بینی زلزله را ممکن می‌سازند، زیرا وقتی ویژگی‌های صفحات تکتونیکی تغییر می‌کنند، شاخص‌های میدان معمولی مختل می‌شوند. به این ترتیب می‌توان شکاف‌های زیرزمینی تازه‌ای را که ممکن است فوران از آن‌ها آغاز شود، شناسایی کرد.

که در اطلاعات نظامیاین تجهیزات به شما امکان می دهد اهداف نظامی پنهان شده از رادارهای معمولی را جستجو کنید. با استفاده از یک مغناطیس سنج می توانید زیردریایی را که در کف دریا یا اقیانوس افتاده است شناسایی کنید.

که در زمین شناسیسن سنگ ها را می توان با قدرت مغناطیسی باقیمانده تعیین کرد. روش‌های دقیق‌تری وجود دارد، اما با یک مغناطیس‌سنج می‌توان این کار را در چند ثانیه انجام داد، بدون نیاز به تحلیل گران‌قیمت.

انواع مغناطیس سنج بر اساس اصل کار

بر اساس اصل کار، مغناطیس سنج ها به 3 نوع تقسیم می شوند:

مغناطیس استاتیک.
القاء.
کوانتومی

هر گونه با استفاده از یک اصل فیزیکی خاص به یک میدان مغناطیسی خارجی واکنش نشان می دهد. بر اساس این سه نوع، انواع مختلفی از مغناطیس‌سنج‌های بسیار تخصصی ایجاد شده‌اند که در شرایط خاص برای اندازه‌گیری دقیق‌تر هستند.

مغناطیس استاتیک

با وجود پیچیدگی خارجی این دستگاه، طبق یک اصل فیزیکی کاملا قابل درک کار می کند. داخل مغناطیس سنج یک آهنربای دائمی کوچک وجود دارد که به میدان مغناطیسی که با آن در تماس است پاسخ می دهد. آهنربا بر روی یک تعلیق الاستیک معلق است و به آن اجازه می دهد بچرخد. عملاً هیچ استحکامی ندارد، بنابراین آن را نگه نمی دارد و به آن اجازه می دهد بدون مقاومت حرکت کند. هنگامی که یک آهنربای دائمی با یک میدان خارجی که جهت یا قدرت آن با میدان خارجی یکسان نیست واکنش می دهد، یک واکنش جذب یا پس زدن رخ می دهد. در نتیجه، آهنربای دائمی معلق شروع به چرخش می کند که حسگر حساس را تشخیص می دهد. به این ترتیب قدرت و جهت میدان مغناطیسی خارجی اندازه گیری می شود.

حساسیت دستگاه مگنتواستاتیک به آهنربای مرجعی که در آن نصب شده است بستگی دارد. خاصیت ارتجاعی تعلیق نیز بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد.

القاء

مغناطیس‌سنج‌های القایی دارای یک سیم‌پیچ در داخل با سیم پیچی از مواد رسانا هستند. از منبع تغذیه باتری انرژی می گیرد. سیم پیچ میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کند که شروع به تماس با میدان های شخص ثالثی می کند که از مدار آن عبور می کنند. حسگرهای حساس به تغییراتی که در نتیجه این تعامل بر روی سیم پیچ نمایش داده می شود پاسخ می دهند. آنها می توانند به چرخش یا ارتعاش پاسخ دهند. در دستگاه های پیچیده تر، حسگرها به تغییرات در نفوذپذیری مغناطیسی هسته سیم پیچ پاسخ می دهند. صرف نظر از نحوه ثبت تغییر، دستگاه نشانگرهای میدان های مغناطیسی خارجی را نشان می دهد و به شما امکان می دهد مکان اشیاء، اندازه و فاصله آنها را تعیین کنید.

کوانتومی

یک مغناطیس سنج کوانتومی به گشتاور مغناطیسی الکترون هایی که تحت تأثیر میدان های مغناطیسی خارجی حرکت می کنند پاسخ می دهد. این تجهیزات گران قیمتی است که برای تحقیقات آزمایشگاهی و همچنین جستجوهای پیچیده استفاده می شود. این دستگاه گشتاور مغناطیسی ریز ذرات و قدرت میدان اندازه گیری شده را ثبت می کند. این تجهیزات به شما امکان می دهد قدرت میدان های ضعیف، از جمله میدان های موجود در فضای بیرونی را اندازه گیری کنید. این تجهیزات است که در اکتشافات جغرافیایی برای جستجوی ذخایر معدنی عمیق استفاده می شود.

تفاوت بین مدل ها

مغناطیس سنج یک تجهیزات بسیار فنی است که ممکن است نه تنها در اصل فیزیکی پاسخ به تغییرات میدان مغناطیسی یا حساسیت، بلکه در سایر ویژگی ها با سایر دستگاه های مشابه متفاوت باشد. دستگاه ها ممکن است بر اساس معیارهای زیر با یکدیگر متفاوت باشند:

در دسترس بودن نمایشگر
تعداد سنسورها
وجود نشانگر صدا.
خطاهای اندازه گیری
روش نشان دادن
مدت زمان کار مداوم.
ابعاد و وزن.

در مورد تعداد سنسورهای حساس، هرچه تعداد آنها بیشتر باشد، تجهیزات دقیق تر خواهند بود. مغناطیس سنج می تواند اندازه گیری های خود را به صورت عددی یا گرافیکی نمایش دهد. دشوار است که بگوییم کدام بهتر است، زیرا همه چیز به ویژگی های شرایطی که در آن اندازه گیری انجام می شود بستگی دارد. در موارد خاص، شما فقط باید نمایشگرهای میدان مغناطیسی را به صورت عددی دریافت کنید، در حالی که گاهی اوقات به تعیین بصری بردار گرداب های آن نیاز دارید. بهترین گزینه دستگاه های ترکیبی است که به شما امکان می دهد نشانگرها را در صفحه نمایش دیجیتال و گرافیکی تجسم کنید.

ساخت مغناطیس‌سنج تقدمی پروتون، کراسنودار، بلتسکی A. I.

مغناطیس سنج های فلاکس گیت (بردار).

مغناطیس سنج حالت جامد