SU1387676A1 - Device for measuring magnetic flux - Google Patents

Device for measuring magnetic flux Download PDF

Info

Publication number
SU1387676A1
SU1387676A1 SU864049146A SU4049146A SU1387676A1 SU 1387676 A1 SU1387676 A1 SU 1387676A1 SU 864049146 A SU864049146 A SU 864049146A SU 4049146 A SU4049146 A SU 4049146A SU 1387676 A1 SU1387676 A1 SU 1387676A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
modulator
detector
input
reference signal
Prior art date
Application number
SU864049146A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Я.И. Гитарц
С.В. Форганг
Original Assignee
Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья filed Critical Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья
Priority to SU864049146A priority Critical patent/SU1387676A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1387676A1 publication Critical patent/SU1387676A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в геоэлектроразведке. Цель изобретени  - повытение точности измерени  магнитного потока. Устройство содержит генератор 1 в.ысокой частоты модул тор 2, усилитель 3 высокой частоты , амплитудный детектор 4, синхронные детекторы 5 и.11, интегратор 6, блоки 9 и 10 опорного сигнала, узкополосный фильтр 12 низких частот и криостат 15 с размещенными в нем сверхпровод щим квантовым интерфе - ренционным датчиком 7 с одним перехо дом Джозефсона и резонансным контуром 8. Дл  достижени  поставленной цели введены детектор 13 шума, блок 14 регулировани  и образованы новые функциональные св зи, 3 ил.The invention can be used in geoelectromagnetic. The purpose of the invention is to test the accuracy of measuring magnetic flux. The device contains a 1 V. high frequency generator, a modulator 2, a high frequency amplifier 3, an amplitude detector 4, synchronous detectors 5 and 11, an integrator 6, blocks 9 and 10 of the reference signal, a narrowband low frequency filter 12 and a cryostat 15 placed in it a superconducting quantum interference sensor 7 with a single josephson junction and a resonant circuit 8. To achieve this goal, a noise detector 13 was inserted, the control unit 14 and new functional connections were formed, 3 sig.

Description

со оо Oi о:)with oo oi o :)

Изобретение -относитс  к устройствам дл  магнитных измерений и может быть исполь:эоваио в геоэлектроразведке ,The invention relates to a device for magnetic measurements and can be used: in geoelectromagnetic exploration,

Целью изобретени   вл етс  повыте- ние точности измерени  магнитного потока.The aim of the invention is to improve the accuracy of the measurement of the magnetic flux.

На фиго 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройствам на фиг 2 - схема блока регулировани  на фиг„ 3 - диаграммы иллюстрирующие работу устройства где а - ВАХ устройства (зависимость амплитуды напр жени  Up на резонансном контуре от УРОВНЯ тока if, генератора высокой частоты)5 б - соответствующа  кривой а шзгнова  характеристика устройства (зависимость эффективного напр жени  шумов U на выходе детектора шума от уровн  тока if), в - форма огибающей тока ip во време- ни при четырех различных уровн х этого TOKaJ г кривые показывающие соответствующие этим амплитудам изменени  эффективного напр жени  шу мов Ujflj д зависимость выходного сигнала узкополосного фильтра низких частот (ФНЧ) от уровн  тока if, ,Figo 1 shows the structural electrical circuit of the devices proposed in Fig. 2 is a diagram of the control unit in Fig. 3, which are diagrams illustrating the operation of the device where a is the current-voltage characteristic of the device (dependence of the voltage amplitude Up on the resonant circuit on the LEVEL of the current if, high frequency generator) —the device characteristic corresponding to the curve а shzgnova (the dependence of the effective noise voltage U at the output of the noise detector on the current level if), в is the shape of the current envelope ip during four different levels of this TOKaJ g The corresponding changes in the amplitude of the effective noise voltage Ujflj and the dependence of the output signal of the narrow-band low-pass filter (LPF) on the current level if,,

Устройство дл  измерени  магнитного потока (смо фиг 1) содержит прследовательно соединенные генера- |Тор высокой частоты 1 модул тор 2 усилитель высокой частоты 3 амплитудный детектор 4 первьй синхрон- ный детектор 5 и интегратор 6 у выход которого соединен с выходом мо дул тор а 2,, сверхпровод щий квантовьй интерференционный датчик 7 с одним переходом Джозефсона, индуктивно св занный с резонансным контуром Sj подключенным к выходу модул тора 2 первый блок 9 опорного сигналаS первый выход которого соединен с выходом модул тора 2s, а второй выход - с вторым входом первого синхронного детектора 5, а также последовательно соединен- ные второй блок tO опорного сигнала второй синхронный детектор И и узкополосный ФНЧ 12J причем второй выход второго блока 10 опорного сигнала соединен с первым входом модул тора 2, второй вход синхронного детектора 11 через детектор 13 шума св зан с выходом интегратора 6, а выход узкополос- ного ФНЧ 12 через блок 14 регулировани  подключен к второму входу модул тора 2, Сверхпровод шзий квантовый интерференционный датчик 7 с одним переходом Джозефсона и резонансный контур 8 помещены в криостат 15 с жидким гелием.A device for measuring the magnetic flux (see FIG. 1) contains a successively connected high-frequency generator | Torus 1 modulator 2 high frequency amplifier 3 amplitude detector 4 first synchronous detector 5 and integrator 6 whose output is connected to the output of the modulator a 2 ,, Superconducting quantum interferential sensor 7 with a single Josephson junction, inductively coupled to a resonant circuit Sj connected to the output of the modulator 2, the first block 9 of the reference signal S whose first output is connected to the output of the modulator 2s and the second in output - with the second input of the first synchronous detector 5, as well as serially connected second block tO of the reference signal second synchronous detector I and narrowband low pass filter 12J with the second output of the second block 10 of the reference signal connected to the first input of the modulator 2, the second input of the synchronous detector 11 noise detector 13 is connected to the integrator 6 output, and narrowband low-pass filter 12 output is connected via a control unit 14 to the second input of the modulator 2, superconducting quantum interference sensor 7 with one Josephson junction and Nance circuit 8 is placed in a cryostat 15 with liquid helium.

Блок регулировани  14 (см, фиг. 2) состоит из формировател  16 импульсов окончани  регулировки тока,триггера 17(автогенератора 18, счетчика-дешифратора 19 и цифроаналогового преобразовател  20.The control unit 14 (see, Fig. 2) consists of a driver 16 for the pulses of the end of the current control, trigger 17 (auto-generator 18, counter-decoder 19, and digital-analogue converter 20.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом измерений включаютBefore starting measurements include

электропитание всех узлов. С выхода блока 14 регулировани  поступает на модул тор 2 медленно нарастающий сигнал Ugp с Под воздействием сигнала UPP и выходного напр жени  Uf второ-.power supply of all nodes. From the output of the control unit 14, a slowly increasing Ugp signal with a UPP signal and an output voltage Uf is applied to the modulator 2.

го блока 10 опорного сигнала на соответствующие входы модул тора 2 начинаетс  увеличение модулированного по амплитуде тока if, (см. фиг. 3,в). При этом форма сигнала модул ции UM можетThe first block 10 of the reference signal to the corresponding inputs of the modulator 2 begins to increase the amplitude-modulated current, if (see Fig. 3c). In this case, the UM modulation waveform can

быть гармонической либо логической (меандр), а глубина модул ции выбираетс  такой, чтобы размах огибающей тока ir составл л 15...20% абсолютной длины первого пологого участка ВАХbe harmonic or logical (square wave), and the modulation depth is chosen such that the current envelope span ir is 15 ... 20% of the absolute length of the first flat section of the IVC

(см, фиг. 3,а и в).(see Fig. 3, a and b).

Модул ци  тока i, приводит к по в- .лению в эффективном напр жении шумов U(u на выходе детектора 13 шума переменной составл ющей Иш с.формой и частотой сигнала 11. Если несуща  тока ir соответствует восход щим участкам шумовой характеристики (см.фиг, 3,6), то сигналы Ощ и UM синфазны, при соответствии тока ip ниспадающим участкам шумовой характерисtfThe modulation of the current i leads to an increase in the effective voltage U of noise (u at the output of the detector 13 is a variable noise component of the shape and frequency of the signal 11. If the carrier current ir corresponds to the upstream sections of the noise characteristic (see Fig., 3,6), the signals Osch and UM are in-phase, if the current ip corresponds to the drop-down areas, the noise characteristics

,тики сигналы U, и UM противофазны., tics signals U, and UM are antiphase.

Сигнал Ош поступает на вход второго синхронного детектора 11, управл емого напр жением U первого выхода второго блока 10 опорного сигнала,The signal Osh is fed to the input of the second synchronous detector 11, controlled by the voltage U of the first output of the second block 10 of the reference signal,

В результате обработки напр жени  Urt синхронным детектором 11 и узкопо- лосным ФНЧ 12 на выходе последнего по вл етс  сигнал , управл ющий блоком 14 регулировани  и-  вл ющийс  квадратуройAs a result of processing the voltage Urt by a synchronous detector 11 and narrowband low pass filter 12, a signal appears at the output of the latter, which controls the control unit 14 and is quadrature

-|- U«-4 dt - )  - | - U "-4 dt -)

где Т - период сигнала Ц, ,where T is the period of the signal C,,

Учитыва  приведенные вьше соображени  о форме сигнала, нетрудно показать , что при малом по сравнениюTaking into account the above considerations of the waveform, it is easy to show that with a small

с первым пологим участком ВЛХ размах огибающей тока 1 и при соотношении частот сигналов первого и второго выходов второго блока опорного сигнала равном нечетному пелому числу, сигнал квадратуры представл ет собой производную от U(j) по медленно мен ющейс  во времени несущей тока i, , При этом абсолютна  неличина, и следовательно, точность в определении ифцц будут тем вьше, чем больше количество интенсивных гармоник сигнала Uu) дадут свой вклад в общий сигнал квадратуры. Поскольку интенсивность гармоник напр жени  Uiu падает с увеличением их пор дкового номера , необходимо учитывать низшие из них, начина  с первой. Из выражени  (1) непосредственно следует, что дл  этого частоты сигналов U и Uui должны быть одинаковым.with the first flat VLH span of the current envelope 1 and when the frequency ratio of the signals of the first and second outputs of the second block of the reference signal is equal to an odd number, the quadrature signal is a derivative of U (j) over a time-varying time carrier current i,, This is absolute, and therefore, the accuracy in the determination of ifzz will be the greater, the greater the number of intense harmonics of the signal Uu) will contribute to the overall quadrature signal. Since the intensity of the harmonics of the voltage Uiu decreases with an increase in their sequence number, it is necessary to take into account the lower ones, starting from the first. From expression (1) it immediately follows that for this the frequency of the signals U and Uui must be the same.

Как видно из фиг. напр жени  ифнц однозначно св зан со зна- ком углового коэффициента характеристики (см. фиг. 3,6), и в точке минимума шумов устройства он мен етс  с отрицательного иа положительный.As can be seen from FIG. The voltage ifc is unambiguously related to the sign of the angular coefficient of the characteristic (see Fig. 3.6), and at the minimum point of the noise of the device, it changes from negative to positive.

При первой такой инверсии знака напр жени  Цсрнц в блоке 1А регулировани  вырабатывает импульс окончание регулировани  и напр жение Usp на выходе блока 14 регулировани  фиксируетс , В результате процесс регулировки тока if прекращаетс . При этом величина тока ip соответствует оптимальному рабочему режиму устройства .At the first such inversion of the voltage symbol Csrntz in the control unit 1A, a pulse is generated and the control is terminated and the voltage Usp is fixed at the output of the control unit 14, As a result, the current control process if stops. The value of current ip corresponds to the optimal operating mode of the device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  Marfmr- ного потока, содержаш.ее последовптель- но соединенные генератор высокой частоты , модул тор, усилитель высокой частоты, амплитудиьй детектор, первый синхронный детектор и  нтеЕ ратор выход которого coeдинe с вьгходом модул тора, сверхпровод щий квантовый иптерференционный датчик с одним переходом Джозефсо1 а9 индук тивно св занный с резонансным контуром , подключенным к выходу мo yл тo- ра, первый блок опорного сигнала, первый выход которого соединен с выходом модул тора, а второй выход подключен к второму входу первого синхронного детектора, а также последовательно соединенные второй блок опорного сигнала, второй сиггхронный детектор и узкополг Сный фильтр низких частот , причем второй выход второго блока опорного сигнала соединен с первым входом модул тора, отличающеес  тем, что, с целью повьте- ни  точности измерений, в него введены детектор шума и блок регулировани р причём вход детектора лгуна соединен с выходом интегратора, а вькод - с вторым входом второго синхронного детектора , выход блока регулировани  подключен к второму входу модул тора, а вход - к выходу узкополосного фильтра низких частот, при этом частоты сигналов с первого и второго вькодов .второго блока опорного сигнала равны между собой.A device for measuring the Marfmr flux, which contains a series-connected high-frequency generator, a modulator, a high-frequency amplifier, an amplitude detector, the first synchronous detector and an emitter, whose output is combined with the modulator output, a superconducting quantum ipterference sensor with one The Josephso1 a9 junction inductively coupled to a resonant circuit connected to the output of the motor of the torus, the first block of the reference signal, the first output of which is connected to the output of the modulator, and the second output is connected to the second in One first synchronous detector, as well as a second reference signal unit, a second sigcchronous detector, and a narrow signal low-pass filter in series, the second output of the second reference signal block being connected to the first modulator input, in order to vary the measurement accuracy , a noise detector and a control unit are entered into it; the liar detector input is connected to the integrator's output, and the code is connected to the second input of the second synchronous detector, the output of the control unit is connected to the second input the modulator, and the input to the output of the narrow-band low-pass filter, while the frequencies of the signals from the first and second signals of the second block of the reference signal are equal to each other. CQ3ff{1ZCQ3ff {1Z ,Х&«КЛГ /9егуйг/ ро&гу H & KLG / 9ugueg / ro & amp tfff Кргю/Зпрмtfff Krgyu / Zprm f fs MSff7eiflf fs MSff7eifl ff f.i li i& is iLJiJ -Ji оf.i li i & is iLJiJ -Ji «B“B irir Ф1/13F1 / 13 ) ШШЪ) SH
SU864049146A 1986-04-04 1986-04-04 Device for measuring magnetic flux SU1387676A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864049146A SU1387676A1 (en) 1986-04-04 1986-04-04 Device for measuring magnetic flux

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864049146A SU1387676A1 (en) 1986-04-04 1986-04-04 Device for measuring magnetic flux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1387676A1 true SU1387676A1 (en) 1991-03-23

Family

ID=21230883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864049146A SU1387676A1 (en) 1986-04-04 1986-04-04 Device for measuring magnetic flux

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1387676A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское Свидетельство СССР W 995611, кп. G 01 R 33/02, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5133600A (en) Method and apparatus for demodulating the rotation rate signal of a fiber optic gyroscope
SU1387676A1 (en) Device for measuring magnetic flux
JPS6047782B2 (en) Light emitting element output stabilization circuit
SU1061243A1 (en) Amplifier with compensation of zero deviation voltage
SU995611A1 (en) Device for measuring magnetic flux
SU1465938A1 (en) Multivibrator
RU1533527C (en) Superconducting magnetometer
SU966607A1 (en) Device for measuring alternating and pulse currents
SU1308908A1 (en) Device for comparing amplitudes of two low-frequency harmonic voltages
SU1226353A1 (en) Modulation meter
SU1580275A1 (en) Apparatus for forming signal with given coefficient of harmonics
SU737851A1 (en) Ultra-low voltage measuring device
SU734577A1 (en) Converter of voltage or current into relative difference in pulse durations
SU1385243A1 (en) Power amplifier detector
SU1522376A1 (en) Device for restoring carrier frequency of single-band modulated signal
SU1000925A2 (en) Measuring bridge
RU2045813C1 (en) Monitoring analog-digital converter
SU793134A1 (en) Quantum variometer
SU669462A1 (en) Arrangement for control of two-phase induction motor
SU1171982A1 (en) D.c.amplifier
SU1566464A1 (en) Direct voltage amplifier
RU2023240C1 (en) Electromagnetic flowmeter
SU754320A1 (en) Dc digital voltmeter
SU1512562A1 (en) Rheograph
SU1465812A1 (en) Device for measuring phase shift of four-pole network