SU375605A1 - УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ЕГО ВАРИАЦИЙ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области геофизики , а именно к устройствам дл  измерени  магнитных полей при магнитных исследовани х и магниторазведке..

Известны квантовые магнитометры с электронными счетчиками, работающие по принципу счета числа периодов ларморовой прецессии за фиксированный промежуток времени. Основными узлами такого магнитометра  вл ютс  магниточувствительный датчик (МЧД), частота выходного напр жени  которого пропорциональна напр женности измер емого магнитного пол , генератор эталонной частоты, формирователь времени счета, селектор и счетчик напр женности магнитного пол .

Однако известные магнитометры имеют малую чувствительность при небольшом быстродействии и не могут быть успешно использованы , например, при измерении вариаций магкитного пол  Земли.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и одновременное увеличение быстродействи  при измерении вариаций магнитного пол .

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство дл  измерени  магнитного пол  и его вариаций введены автоматический переключатель диапазона, датчик опорных частот, блок умножени  вариации частоты, селектор

и счетчик вариации напр л енности магнитного пол . Эти узлы осуществл ют умножение вариаций частоты МЧД (вариаций магнитного пол ) в требЗемое число раз, что позвол ет повысить одновременно чувствительность и быстродействие магнитометра.

Иа фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока умножени  вариаций частоты.

Магниточувствительный датчик 1 (МЧД) соединен с входом основного селектора 2 и входом блока 3 умножени  вариаций частоты. На другой вход основного селектора поступают сигналы с выхода формировател  4 времени счета, на вход которого подаютс  сигналы с эталонного генератора 5. На выходе селектора 2 включен счетчик 6 напр женности магнитного пол .

Автоматический переключатель 7 диапазонов включен на выходе датчика 8 опорных частот и соединен с входами блока умножени  вариаций частоты. Выход блока умножени  вариаций частоты соединен с одним входом дополнительного селектора Я на другой вход которого подаютс  сигналы с формировател  времени счета. Выход дополнительного селектора 9 соединен со счетчиком 10 вариаций магнитного пол .

Блок 3 умножени  вариаций частоты состоит из нескольких последовательно включенных одинаковых  чеек // умножени  вариаций частоты (фиг. 2), кажда  из которых в свою очередь содержит последовательно включенные смеситель 12, полосовой фильтр 13, умножитель 14 частоты и выходной смеситель 15. Автоматический переключатель 7 диапазонов включает в себ  дешифратор 16 состо ни  и коммутатор 17.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от МЧД поступает на один вход селектора 2, на второй вход которого поступает сигнал строго определенной длительности с формировател  4 времени счета, сформированный из определенного числа периодов эталонной частоты, поступающей с выхода генератора эталонной частоты. Сигнал от МЧД проходит через селектор 2 на вход счетчика 6 напр женности магнитного пол  в течение заданного временного интервала, по окончании которого в счетчике записан код, соответствующий напр женности магнитного пол . Сигнал от МЧД поступает также на вход блока умножени  варнаций частоты, который содержит несколько последовательно соединенных  чеек //.

На один вход смесител  12 этих  чеек поступает сигнал от МЧД или от предыдущей  чейки, а на второй вход - одна из опорных частот от датчика 8 опорных частот, выбираема  автоматическим переключателем 7.

Дещифратор 16 состо ни  в соответствии с кодом числа, записанного в счетчике 6, управл ет коммутатором 17, в результате чего на входы смесителей 12 подаютс  такие опорные частоты, что суммарна  (разностна ) частота на выходе смесител  12 попадает в полосу прозрачности фильтра 13. Выделенна  фильтром частота умножаетс  в некоторое число раз умнол ителем 14.

Спектр вариаций частоты на выходе умножител  переноситс  смесителем 15 в область рабочих частот МЧД. Изменение состо ни  коммутатора производитс  в каждом цикле измерени  по окончании времени счета, задаваемого селектором 2.

Сигнал с выхода блока умножени  вариации частоты поступает на один вход селектора 9, на второй вход которого подаютс  импульсы эталонной длительности от формировател  4 времени счета. Длительность этих импульсов выбирают малой по сравнению с временем счета первого селектора 2, что позвол ет получить достаточное быстродействие при высокой чувствительности, определ емой

в конечном счете коэффициентом умножени  блока умножени  вариаций частоты.

С выхода селектора 9 сигнал поступает на счетчик вариаций магнитного пол , в котором по окончании времени счета фиксируетс  некоторое число. Разность чисел, полученных в результате двух последовательных измерений, равна изменению магнитного пол  за промежуток времени между измерени ми.

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  магнитного пол  и его варнаций, содержащее квантовой магниточувствительный датчик, селектор, эталонный генератор, формирователь времени счета, счетчик вариаций напр женности магнитного пол , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и ускорени  процесса

измерений, в него введен состо щий из последовательно соединенных  чеек, кажда  из которых содержит смеситель, фильтр, умножитель и выходной смеситель, блок умножени  вариаций частоты, один вход которого нодключен к магниточувствительному датчику, а другие входы соединены с датчиком опорных частот через автоматический переключатель диапазонов, управл ющие входы которого соединены со счетчиком варнаций напр женности

магнитного пол , выход блока умножени  вариаций частоты соединен с дополнительным селектором, один из входов которого соединен с формирователем времени счета, а на выходе дополнительного селектора включен счетчик

вариаций нанр женностн магнитного пол .

II Цифровой Выход

-j j могмитометра