Квантовый м @ -магнитометр

Квантовый м @ -магнитометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к магнитометрической технике, в частности к магнитометрам с оптической ориентацией атомов и может быть использовано дпя измерения земного или космического магнитного поля и его вариаций, а также метрологических измерений. Цель изобретения - повышение точности и стабильности измерений - достигается введением в магнитометр последовательно соединенных блока 7 формирования задержанных сигналов и управляемого коммутатора 8. На чертеже также показаны магниточувствительный преобразователь I, усилитель 2, фазовый детектор 3, блок 4 управляющего напряжения, перестраиваемый генератор 5, чатотомер 6, генератор 9 модулирующей частоты.. Блок 7 формирования выполнен на двук триггерах и инверторе (не показаны). Введение блока 7 и коммутатора 8 приводит также к снижению энергопотребления и массогабаритных ха-ч рактеристик магнитометра. з.п.ф-лы. 3 ил. Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И (51)5 С Ol К 33/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 30. 07, 91. Бюл. 11 28 (21) 3879707/21 (22) 08.04.85 (7!) Научно-производственное объединение по рудной геофизике (72) Б.И. Гинзбург, В.А. Иогилевкин и В.И. Шепшелевич. (53) 621.317.44 { 088.8) (56) Патент США Ф 3728614, кл. С Ol R 33/08, l973. (S4) КВАНТОВЫЙ И -ИАГНИТОИЕТР (57) Изобретение относится к магнитометрической технике, в частности к магнитометрам с оптической ориен- . тацией атомов и может быть исгользовано для измерения земного или космического магнитного. поля и его вариаций, а также метрологических измерений. Цель изобретения — повышение точности и стабильности измере= ний — достигается введением в магии" . тометр последовательно соединенных блока 7 формирования задержанных сигналов и управляемого коммутатора

8. На чертеже также показаны магниточувствительный преобразователь 1, усилитель 2, фазовый детектор 3, блок 4 управляюшего напвяжения, перестраиваемый генератор 5, чатотомер

6, генератор 9 модулирующей частоты..

Блок 7 формирования выполнен на двух триггерах и инверторе (не показаны).

Введение блока 7 и коммутатора 8 приводит также к снижению энерго" потребления и массогабаритных ха" . е рактеристик магнитометра. 1 s. и. ф"лы.

3 ил.

Изобретение относится к магнитометрической технике, в частности к

Mz-ìàãíèòoèeòðàì с оптической ориентацией.атомовьи может быть испольэо5 вано для измерений земного или косми" ческого магнитного поля и его вариаций, а также для метрологических измерений.

Цель изобретеяия — повышение точности и стабильности измерений, приводящих к снижению энергопотребления и массогабаритных характеристик.

На фиг. 1 приведена структурная схема квантового Иумагнитометра; на фиг. 2 - структурная схема блока формирования задержанных сигналов, на фиг. 3 — временные диаграммы выходных напряжений блоков 5, 7, 8 и 9, иллюстрирующие работу магнитометра.

Магнитометр (см.фиг.1) содержит последовательно соединенные магяито" чувствительный преобраэонатель 1, усилитель 2, фазовый детектор 3, блок 4 управляющего напряжения, пе- 25 рестраинаемый генератор 5, частотомер

6, последонательно соединенные блок7 формирования задержанных сигналов, управляемый коммутатор 8, а также генератор 9 модулирующей частоты. Выход З0 перестраинаемого генератора 5 подключен ко входу частотомера 6, нто « рой выход блока 7 соединен с вторым входом управляемого коммутатора 8, первый выход генератора 9 модулирующей частоты подключен к второму входу фазового .детектора 3, а второй выход — к управляющему входу управляемого коммутатора 8, выход которого соединен с входом магниточунстни- 40 тельного преобразователя I.

Блок 7 формирования задержанного сигнала магнитометра (см.фиг.2) содержит первый триггер 10, инвертор

11 и второй триггер 12, причем сое- 45 диненные друг с другом входы первого триггера 10 и иннертора ll соединены с входом блока 7 формирования за" держанных сигналов, выход инвертора

11 подключен к входу второго триггера 12, а выходы первого и второго триггеров соединяются с первым и вторым выходами блока 7 формирования задержанных сигналов.

Магнитометр работает следующим образом.

Сигнал с магниточунстнительного преобразователя 1 усиливается уси35 2 лителем 2, выпрямляется фазовым детектором 3 и после фильтрации в блоке 4 управляющего напряжения регулирует частоту перестраиваемого генератора 5. управляемый коммутатор 8 и блок формирования задержанных сигналов 7 осуществляют фазовую манипуляцию радиочастотного сигнала, подаваемого на вход магниточувстнительного преобразователя !. Частота этой манипуляции задается генератором 9 модулирующей частоты, а величина полной фаэовой девиации ьЧ определяется выражением ь9 22tf где время задержки сигнала яа первьм выходе блока 7 формирования задержанных сигналов относительно сигнала на вто" ром ныходе этого блока, Š— несущая частота радиочастотного сигнала на входе магниточувствительного преобразователя I. При этом в течение одного полупериода модулирующей частоты на ныход управляемого коммутатора 8 пос" тупает сигнал с первого выхода блока

7 формирования задержанных сигналов, а в течение другого полупериода — с второго выхода этого блока. Сформи рованнья таким образом фазоманипулированный сигнал, поступая на вход магниточувствительного преобразонателя I, замыкает цепь антоподстройки частоты перестраиваемого генератора

5. Эта частота, связанная с неличи" ной измеряемого поля через гидромагнитное отношение атомов рабочего вещества магниточувствительного преобразователя l, измеряется частото- мером-6.

Для К=! ьЧ =90, где К вЂ” отношение модулирующей частоты к полуширияе линии магнитного резонанса атомов рабочего вещества, ь — полная фаэовая девиация.

Диапазон изменения частот перестраиваемого генератора 5, соответствует удвоенным. значениям частоты магнитного резонанса, а выходной сигнал перестраиваемого генератора имеет прямоугольную форму. При этом в режиме слежения эа центром линии частота перестраиваемого генератора 5 равна удноенной частоте магнитного резонанса атомов рабочего вещества. От-сутствие .смещения центральной частоты сигнала в результате фаэовой ма" нипуляции обеспечивает фиксированное соотношение между частотой перестраиваемого генератора 5, измеряемой

Э 1326035

4 частотомером 6, и несущей частотой последовательно соединенные блок форсигнала на входе магниточувствитель- мирования задержанных сигналов и упного преобразователя 1, что приво- равляемый коммутатор, причем вход блодит к увеличению точности измерений ка формирования задержанных сигналов и долговременной стабильности пока- соединен с выходом перестраиваемого заний по сравнению с прототипом не генератора, второй выход соединен с менее, чем в 5-!О раз. вторым входом управляемого коммутатора, управляющий вход которого сое

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я !ð динен с BTopbIM выходом генератора модулирующей частоты, а выход Соединен с входом магннточувствительного преобразователя.

Мч) 2 tu >) !. Квантовый M --магнитометр, со" держащий последовательно соединенный магниточувствительный преобразователь, усилитель, фазовый детектор, блок управляющего напряжения, перестраиваемый генератор и частотомер, а также генератор модулирующей часто. Tat, первый выход которого подсоединен .к второму входу фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и ста бильности измерений, в него введены

2. Магнитометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок формирования задержанных сигналов выполнен в виде двух триггеров и инвер" тора, причем входы пе вого триггера и инвертора соединены с входом блока, а выходы первого и второго триггеров соединены с первым и вторым выходами блока

-Составитель О. Раевская

Редактор Т. Куркова Техред М.Ходаиич Корректор С. Черни

Заказ 3130 Тираж 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Уигород, ул. Проектная, 4