Устройство для стабилизации магнитных полей

Устройство для стабилизации магнитных полей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Сееетсиик

Сециаижтичесиик

Уесвубиик

< 789958 (6f ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12.78 (21) 2697602/18-21 (51)М. Клз с присоедииеиивм заявки М—

G 01 R 33/08

Государственный квинтет

СССР но делан изобретений н отнрнтнй (23) ПриоритетОпубликовано 231280. Бюллетень Йо 47

Дата опубликования описания 261280.(5З) УДК 621. 317.44 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.Д.Ломаный

Научно-производственное объединение "Геофизика"

Мингео СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ СТАБИЛИЭАЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Настоящее изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при экспериментальных работах с магниточувствительными измерительными преобразователями и в системах для градуировки и поверки различного типа магнитометров.

Известно устройство для стабили зации магнитных полей, используемое в образцовых.мерах слабого магнитного поля. Оно содержит катушки типа колец Гелвмогольца с компенсационными обмотками, магнитометр, установленный между катушками и электрическую схему управления каналом компенсации помех t1) .

Однако устройство не позволяет эффективно компенсировать медленные уходы магнитного поля, обусловленные временным.изменением параметров магнитоизмерительного датчика, следящего за внешними магнитными поме хами, поэтому оно Ме используется для долговременных измерений с высокой точностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации магнитных полей и компенсации магнитных помех в системах, осуществляющих поверку различного типа магнитометров.

Это устройство содержит кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой, магниточувствительный датчик квантоS вооптического типа С катушками обратной связи, усилитель, преобразовательный блок, согласующий фильтр и индукционный датчик (2) .

Такое устройство компенсирует помехи в достаточно широком частотном и амплитудном диапазбне, но не может компенсировать изменение магнитного поля, вызванное временными (нулевыми) уходами опорного магни15 точувствительного датчика.

Цель изобретения — повышение долговременной стабильности магнит. ного поля.

Указанная цель достигается тем, 20 что в Устройство для стабилизации магнитных полей, содержащее кольца

Гельмгольца с компенсационной обмоткой, последовательно. соединенные квантовый магниточувствительный дат2S чик самогенерирующего типа с катушками обратной связи, усилитель процессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу фазового

30 детектора, введены последовательно

789958 соединенные дополнительный квантовый датчик М -типа со второй катушкой .обратной связи, усилитель низкой частоты и второй фазовый детектор, нйэкочастотный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу второго фазового детектора, и шунт, причем выход фазового детектора подключен к радиочастотной катушке квантового датчика самогенерирующего типа, второй выход усилителя про- О цессии подключен к радиочастотным катушкам квантового датчика N -типа, второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модуляционным катушкам квантового датчика

-типа, а шунт подключен к двум катушкам обратной связи, соединенным последовательнв с компенсационной обмоткой колец Гельмгольца.

На чертеже представлена структурная схема устройства для стабилиэа- 20 ции магнитных полей.

Устройство содержит магниточувствительный квантовый датчик 1 самогенерирующего типа с радиочастотной катушкой 2, катушку 3 обратной связи„25 усилитель 4 прецессии, первый фазовый детектор 5, кварцевый генератор 6, дополнительный квантовый датчик 7 -типа, использующий суммарный сигнал с 6+ и б — поляризацией и имеющий две катушки модуляционную 8 и равночастотную 9, вторую катушку

10 обратной связи, низкочастотный усилитель 11 и низкочастотный кварцевый генератор 12, второй фазовый детектор 13, шунт 14 и компенсационную обмотку 15 колец Гельмгольца.

На чертеже пунктиром изображено рабочее пространство 16 колец Гельмгольца для размещения в нем поверяемого магнитометра. 40.

Устройство работает следующим образом.

Иагниточувствительный квантовый датчик 1 самогенерирующего типа вырабатывает сигнал, пропорциональный магнитной помехе. Этот сигнал усиливается усилителем 4. процессии, после чего поступает на первый вход первого фазового детектора 5, на второй вход которого с кварцевого генератора б поступает опорный сигнал, близкий на частоте к сигналу прецессии.

Одновременно со второго выхода усилителя прецессии сигнал подается на радиочастотные катушки 2 датчика

1. Токовый сигнал расфазировки, компенсирующий помеху, поступает в катушку 3, обратной связи, соединенную последовательно с ° катушкой 10 обратной связи и компенсационной обмоткой.

15 колец Гельмгольца. Медленные щ (часовые и суточные) уходы показаний датчика 1 компенсируются токовым сигналом, поступающим на радиочастотные катушки 2 датчика 1. Этот токовый, медленно меняющийся сигнал соэдается вторым фазовым детектором

13, на один вход которого через низкочастотный усилитель 11 поступает сигнал с дополнительного квантового датчика 7 8 - типа, использующего суммарный сйгнал с 6+ и 6 — поляризацией, его частотный диапазон

0-1 Гц, а на второй вход — сигнал с низкочастотного кварцевого генератора 12. Одновременно сигнал с низкочастотного кварцевого генератора

12 поступает на модуляционную катушку 8. Для получения низкочастотного рабочего сигнала с датчика 7 необходим радиочастотный сигнал на катушку 9, который берется с выхода усилителя 4 прецессии. Так как датчики

1 и 7 вместе с катушками обратной связи размещены рядом, для компенсации их взаимного влияния вводится шунтирующее сопротивление шунта 14, позволяющее уровнять постоянные катушек обратной связи с постоянной компенсирующей обмоткой 15 колец

Гельмгольца.

Применение дополнительного квантового датчика И -типа, практически не имеющего нулевых уходов, усилителя. низкой частоты и второго фазового детектора, низкочастотного кварцевого генератора и катушки обратной связи с шунтом позволяет осуществить долговременную высокочастотную стабилизацию магнитных полей. Это существенно улучшает метрологические характеристики устройства и, в свою очередь, позволяет расширить как парк поверяемых магнитометров, так и количество поверяемых метрологических характеристик.

В конечном счете, зто повысит точность магнитных измерений.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации магнитных полей, содержащее кольца

Гельмгольца с компенсационной обмоткой, последовательно соединенные квантовый магниточувствительный датчик самогенерирующего типа с катуш- кой .обратной связи, усилитель прецессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговременной стабильности магнитного поля, в него введены последовательно соединенные дополнительный квантовый датчик М . — типа со второй катушкой обратной связи, усилитель низкой частоты и второй фазовый детектор, низкочастотный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу второго фазового детектора, и шунт, причем выход второго фазового детектора подключен к радиочастотноФ

789958

Составитель Е.Данилийа

Редактор М.Габуда Техред Н.Ковалева Корректор В.Бутяга

Заказ 9036/48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент". г.ужгород,ул.Проектная,4 катушке квантового датчика самогенерирующего типа, второй выход усилителя прецессии подключен к радиочастотным катушкам квантового датчика

fh -типа, второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модуляционным катушкам квантового датчика И -типа, а шунт подключен к двум катушкам обратной связи, соединенным последовательно с компен1 сационной обмоткой колец Гельмгольца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент CILIA 9 3389333, f кл. 324-43, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

9 552574, кл. G 01 R 33/02, 1977.