Устройство для измерения амплитуды переменного магнитного поля

Устройство для измерения амплитуды переменного магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111781724

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.12.78 (21) 2704620/26-21

Э (5! )М. Кл.

6 01 Я 33/00 с присоединением заявки №

Гасударственный комнтет

СССР (28) Приоритет

Опубликовано 23.11.80. бюллетень № 43 ао делам нэобретеннй н открытнй (53) УД К 621317.

421.2 (088.8) Дата опубликования описания 23.11.80 (72) Авторы изобретения

Г. А. Ивойлов и В. В. Польской (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к квантовой магнитометрии и предназначено для измерения переменыых магнитных полей квантовыми магнитометрами.

Известные квантовые магнитометры с оптической накачкой, предназначенные для измерения 5 переменных магнитных полей, базируются на использовании Зк и Sz сигналов, которые снимаются с нагрузки фотодетекторов. Из них наиболее широкое практическое применение получили магииюметры, в которых луч света, !

О производящий накачку и несущий информацию об измеряемом магнитном поле, располагают параллельно вектору внешней магнитной индукции или под некоторым углом, возбуждаю. щую радиочастотную катушку располагают перпендикулярно или под некоторым углом к вектору магнитного поля. В магнитометрах íà Sz сигнале для слежения за резонансной частотой преимущественное развитие получила система с фаэовой автоподстройкой с использованием низкочастотной модуляции внешнего магнитного поля или частоты радиочастотного генератора В магнитометрах íà Зх сигнале для сле2 жения за резонансной частотой используется самогенерирующая система. Регистрация переменньтх магнитных полей ими осуществляется за счет слежения за постоянным магнитным полем.

А измерение амплитуды вариаций производится при обработке материалов регистрации, на которых информация может быть представлена в аналоговом или цифровом видах f1).

Однако иа ручную обработку и обсчет материалов регистрации затрачивается значительное время..

Наиболее близким к предлагаемому по cso-. ей технической сущности является устройство, предназначенное для измерения амплитуды переменного магнитного поля с частотой f на основе способа параметрической компенсации. В этом устройстве, предварительно определив частоту измеряемого поля, устанавливают на модуляторе частоту., близкую к ней, и, изменяя амплитуду сигнала модулятора, изменяют девиацию частоты генератора радиополя до получения на нуль-индикаторе нулевого сигнала и по разности между максимальной и минимальной

3 . 7 частотами в момент нуль-биений определяют амплитуду измеряемого поля (2).

Информация об измеряемом переменном. поле в известном устройстве снийается с частотомера" визуально "и далее предусматрйвается ручная обработка, на что уходит значительное "время.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения амплитуды переменного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный датчик с частотным вы— ходом, усилитель, фазовый детектор и радиочастотный генератор, а также модулятор, включенный между вторыми входами фазового детектора и радиочастотного генератора, введены последовательно соединенные частотный детектор, амплитудный детектор и аналого-цифровой преобразователь, причем вход частотного детектора соединен со вторым выходом радиочастотного генератора.

На чертеже предс гавлена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит магниточувствительный датчик 1 с частотным выходом, усилитель 2, фазовый детектор 3, модулятор 4 с регулируемой амплитудой, перестраиваемый в широком диапазоне частот и амплитуд; радиочастотный генератор 5, частотный детектор 6, амплитудный детектор 7, аналого-цифровой преобразователь 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с нагрузки фотодетектора датчика 1 через усилитель 2 поступает на вход фазового детектора 3, на второй вход которого поступает сигнал с модулятора 4. В случае точного равенства нулю разности фаз между "колебаниями с частотой возбуждающего радиочастотного поля и резонансной частотой атомов рабочего вещества, равна нулю разность фаз между колебаниями с частотой модулятора 4 и частотой изменения интегральной интенсивности проходящего через поглощающую ячейку света накачки, поступающего на вход фотоприемника датчика. При.синусоидальном изменении индукции = - "измеряейдго магнитного поля происходит вре81724 менной сдвит моментов экстремальных значений. сигналов, поступающих на фазовый детектор.

В результате, на выходе фазового детектора появляется сигнал соответствующего знака, который по цепочке обратной связи управляет частотой радиочастотного .генератора 5, Идет процесс отслеживаиия резонансной частоты с помощью фазового детектора 3, модулятора 4 и

-""радиочастотного генератора 5. Информация с радиочастотного генератора поступает на частотный детектор 6, на выходе которого сигнал. имеет синусоидальную форму, причем экстремальные значения синусоиды соответствуют максимальной и минимальной частотам, радиочастотного генератора, а, следовательно, и экстремальным значениям измеряемого переменного с частотой f магнитного поля. С выхода амплитудного детектора 7 постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде измеряемого поля, поступает на преобразователь 8. Послед- ний, предварйтельно отградуированный в единицах магнитной индукции, будет непосредственно индуцировать значение амплитуды измеряемого переменного магнитного поля, Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды переменного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный. датчик с частотным выходом, усилитель, фазовый детектор и радиочастотный генератор, а также модулятор, включенный между вторыми входами фазового детектора и радиочастотного

3$ генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия,в него введены последовательно соединенные частотный детектор, амплитудный детектор и аналогоцифровой преобразователь, причем вход частотного детектора соединен со вторым выходом радиочастотного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Appl. 0ptics," ч 1, 1962, р. 61.

2. Авторское свидетельство СССР Р322745, кл. G 01 Ч 3/08, 1970.

781724

Составитель М. Клыков

Техред И. Асталощ Корректор В. Синицкая

Редактор E. Шишкин

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8122/49

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4