SU517866A1

SU517866A1 - Quantum magnetometer

Info

Publication number: SU517866A1
Application number: SU2057976A
Authority: SU
Inventors: Михаил Шоломович Кузнецов; Николай Николаевич Якобсон
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Геофизика"
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-06-15

Description

Изобретение относитс к магнитным исследовани м , а именно: к измерению напр женности магнитных полей.The invention relates to magnetic research, in particular: to the measurement of the intensity of magnetic fields.

Известны квантовые магнитометры, содержащие квантовый магииточувствительный датчик, усилитель, сиихроииый детектор, генератор низкой частоты, модул тор и регистратор . В таких магнитометрах формирование радиочастотного сигнала, особенно при работе в широком диапазоне измер емых полей, прои зводитс , например с помош,ыо генератора, частотой которого управл ет электродвигатель , св занный через редуктор с реактивным элементом генератора. Несовершенство двигател , как интегрирующего элемента, а также принципиальные погрешности, присущие редуктору и реактивному элементу, ограничивают точность измерени магнитного пол подобными магнитометрами. Такие системы имеют большие габариты и вес, надежность их.Quantum magnetometers are known that contain a quantum magnetosensitive sensor, an amplifier, a electron detector, a low frequency generator, a modulator, and a recorder. In such magnetometers, the formation of a radio frequency signal, especially when operating in a wide range of measured fields, is carried out, for example, with the generator's signal, the frequency of which is controlled by an electric motor connected through a reducer to a reactive element of the generator. The imperfection of the engine as an integrating element, as well as the fundamental errors inherent in the gearbox and the reactive element, limit the accuracy of measuring the magnetic field with similar magnetometers. Such systems have large dimensions and weight, their reliability.

Дл повышени точности измерений в предлагаемый магнитометр введены преобразователь аналог-код, цифровой интегратор и цифровой синтезатор частоты, причем выход синхронного детектора через преобразователь аналог-код соединен со входом цифрового интегратора , выход которого подключен ко входам цифрового синтезатора частоты и регистратора .To improve the measurement accuracy, an analog-code converter, a digital integrator and a digital frequency synthesizer are introduced into the magnetometer, and the output of the synchronous detector is connected via an analog-code converter to the digital integrator input, the output of which is connected to the digital frequency synthesizer and recorder inputs.

На чертеже приведена блок-схема описываемого магнитометра.The drawing shows the block diagram of the described magnetometer.

Выход квантового магниточувствительного датчика 1 через усилитель 2 подключен к входу синхроиного детектора 3, выход которого соедииен с входом преобразовател аналогкод 4, выход которого подключен к входу цифрового интегратора 5. Выход цифрового интегратора 5 подключен к регистратору 6 иThe output of the magnetically sensitive quantum sensor 1 through amplifier 2 is connected to the input of a syncro detector 3, the output of which is connected to the converter input of the analog code 4, the output of which is connected to the input of the digital integrator 5. The output of the digital integrator 5 is connected to the recorder 6 and

к унравл ющим входам цифрового синтезатора частоты 7. Выход носледнего через модул тор 8 соединен с радиочастотными катушками датчика 1. Выход генератора низкой частоты 9 нодключен к модулируюшему входу модул тора 8 и ко входу опорного сигнала синхронного детектора 3.to the control inputs of the digital frequency synthesizer 7. The output of the latter, via the modulator 8, is connected to the RF coils of the sensor 1. The output of the low-frequency generator 9 is connected to the modulating input of the modulator 8 and to the input of the reference signal of the synchronous detector 3.

Магг1итометр работает следующим образом. В датчике 1 производитс сравнение частоты сигнала, подаваемого в радиокатушки датчика 1 и создающего радиополе, с частотой магнитного резонанса, в рабочем объеме. Схема унравлени частотой радиопол стронтс способом - экстремум-регул тора, дл чего в сигнал подаваемый в радиокатушки вводитс вспомогательна частотна (фазова ) модул ци посредством модул тора 8, управл емого геиератором низкой частоты 9. Тогда на выходе датчика 1 возникает сигнал с частотой вспомогательной модул ции, амплитуда ифаза которого определ ет величину и знак расMagglitometer works as follows. Sensor 1 compares the frequency of the signal supplied to the radio coils of sensor 1 and creating the radiofield with the frequency of magnetic resonance in the working volume. The radio frequency control scheme is extremum-regulator in the strongest manner, for which an auxiliary frequency (phase) modulation is introduced into the signal supplied to the radio coils by means of a modulator 8 controlled by a low-frequency geyrator 9. Then, at the output of sensor 1, a signal with the frequency of the auxiliary module appears the amplitude of which ifase determines the magnitude and sign of the races