SU594476A1

SU594476A1 - Free precession nuclear magnetometer

Info

Publication number: SU594476A1
Application number: SU762415176A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Федорович Фетисов; Юрий Павлович Цветков; Василий Васильевич Поляков
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Физического Приборостроения Ан Ссср
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1978-02-25

Description

1one

Изобретение относитс к магнитометрической технике, в частности к устройству дерных магнитометров свободной прецессии, предназначенных дл высокоточных абсолютных измерений напр женности геомагнитного пол .The invention relates to a magnetometric technique, in particular, to the device of nuclear magnetometers of free precession, intended for high-precision absolute measurements of the intensity of the geomagnetic field.

При измерени х напр женности магнитного пол широко используютс дерные магнитометры свободной прецессии , содержащие датчик сигнала, коммутатор , усилитель и частотомер l . Амплитуда сигнала свободной прецессии в каждом цикле измерений в таких магнитометрах спсодает по экспоненциальному закону. Изменение амп.питуды сигнала приводит к дополнительной погрешности при измерени х напр женности магнитного пол из-за смещени момента окончани счета сигнала свободной прецессии частотомером.For measurements of the magnetic field intensity, free-precession-type solid-state magnetometers are used, containing a signal sensor, a switch, an amplifier, and a frequency meter l. The amplitude of the free precession signal in each measurement cycle in such magnetometers is exponentially. A change in the signal amplitude leads to an additional error in measuring the magnetic field strength due to the displacement of the moment when the counting end of the free precession signal with a frequency meter shifts.

Известен дерный магнитометр свободной прецессии с цифровым о-.счетом в гаммах, содержащий датчик сигнала с коммутатором, каскадный усилитель, формирователь и частотомер, в котором дл уменьшени ошибки измерени использ етс усилитель с переменным коэффициентом усилени , имеющим логарифмическую зависимость в зависимости от величины,сигнала, чем достигаетс некотора стабилизаци амплитуды сигнала свободной прецессии f2A known free-precession nuclear magnetometer with a digital gamut o-account, containing a signal sensor with a switch, a cascade amplifier, a driver and a frequency meter, in which a variable gain amplifier with a logarithmic dependence depending on the magnitude of the signal is used to reduce the measurement error , what is achieved is some stabilization of the amplitude of the free precession signal f2

В этом магнитометре нельз достигнуть удовлетворительного качества выравнивани , амплитуды сигнала поецессии во врем измерени из-за отсутстви сопр жени зависимостей изменени огибающей сигнала и коэффициента усилени усилител сигнала прецессии.In this magnetometer, it is impossible to achieve a satisfactory alignment quality, amplitude of the signal of the session during the measurement due to the lack of conjugation of dependences of changes in the signal envelope and the gain of the precession signal amplifier.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени напр женности геомагнитного пол .The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the intensity of the geomagnetic field.

Достигаетс это тем, что в дерном магнитометре, содержащем датчик сиг- нала с коммутатором, каскадный усилитель , формирователь и частотомер, дополнительно введены между первым резистивным и последующими каскадами усилител управл емый элемент, соединенна с ним и с коммутаторном схема управлени и подсоединенный к последней задатчик посто нной времени.This is achieved by the fact that in a sod magnetometer, which contains a signal sensor with a switch, a cascade amplifier, a driver and a frequency meter, a control element is connected between the first resistive and the subsequent stages of the amplifier and connected to the switch control circuit and connected to the latter constant time.

Предлагаемое выполнение схема магнитометра позвол ет поддерживать амплитуду .сигнала прецессии в тракте усилител , а следовательно и на входе формировател неизменной в течение нескольких секунд, что обеспечивает высокоточные измерени параметров геомагнитного пол . На чертеже приведена структурна схема дернохо магнитометра. Магнитометр имеет датчик 1 с коь1мутатором 2, каскадный усилитель.3 сигнала прецессии, включающий первый резистивный каскад 4 и последующие каскады 5, формирователь 6, частотомер 7, управл емый элемент 8, схему управлени 9 -и задатчик 10. При работе магнитометра ког 1мутатор 2 прерывает процесс пол ризации и датчик 1 вырабатывает сигнал прецессии протонов в земном магнитном поле, амплитуда которого со временем уменьшаетс по экспоненциальному закону. Сигнал датчика поступает на вход усилител 3. Одновременно с окончанием процесса пол ризации коммутатор 2 дает разрешение назар д конденсатора КС-цепи, вxoд щe го в схему управлени 9, величина напр жени на котором осуществл ет управление коэффициентом передачи элемента 8. Задава с помощью эадатчика 10 посто )1нную времен.и зар дной ТЮ-цепи, равную посто нной времени экспоненты огибающей сигнала свободной прецессии, коэффициент передачи управл емого элемента 8измен етс со временем таким Образом, что амплитуда сигнала прецессии , поступающа на его вход с резистивного каскада 4, на его выходе сох-, ран етс неизменной в течение нескольких секунд существовани сигнала. Heизмен ющийс по амплитуде сигнал поступает на последующие каскады 5 и далее на формирователь 6 и частотомер 7 Применение предлагаемого усовершенствовани магнитометра позвол ет исключить погрешности измерени напр женности геомагнитного пол , вызванные затуханием во времени сигнала, вырабатываемого датчиком магнитометра, т.е. повысить точность измерений. изобретени Формула Ядерный магнитометр свободной прецессии , содержащий датчик сигнала с коммутатором, каскащный усилитель, формирователь и частотомер, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, в него введены между первым резистивным и последующими каскадами усилител управл емый элемент, соединенна с ним и с коммутаторомсхема управлени и подсо диненный к последней задатчик посто нной времени. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Померанцев Н.М., Рыжков В.М. Скроцкий Г.В. Физические ОСНОЕЫ квантовой магнитометрии. М., Наука, 1972, о. 304-306, 375-380. 2.Ибрагимов К.Ш., Ларионов В.А., Федотов М.А., Щербаченко A.M., Полевой микроэлектронный протонный магнитометр с цифровым отсчетом в гаммах. Автометри , 1975, № 1, с. 75-80.The proposed implementation of the magnetometer circuit allows the amplitude of the precession signal to be maintained in the amplifier path and, therefore, at the driver input unchanged for several seconds, which provides highly accurate measurements of the geomagnetic field parameters. The drawing shows a structural diagram of a sod pit magnetometer. The magnetometer has a sensor 1 with switch 2, a cascade amplifier.3 of the precession signal, including the first resistive cascade 4 and the subsequent stages 5, a driver 6, a frequency meter 7, a controllable element 8, a control circuit 9, and a setting device 10. When the magnetometer is operated, the 1 switch 2 interrupts the process of polarization and the sensor 1 generates a signal of the precession of protons in the earth's magnetic field, the amplitude of which decreases exponentially with time. The sensor signal is fed to the input of amplifier 3. Simultaneously with the end of the polarization process, switch 2 gives permission for the coupling of the capacitor of the QC circuit, which enters the control circuit 9, the voltage on which controls the transfer coefficient of the element 8. 10 constant) 1n time and charge TU circuit, equal to the time constant of the exponent of the free precession signal, the transfer coefficient of the controlled element 8 changes with time in such a way that the amplitude of the precession signal, ayuscha at its input stage a resistor 4, at its output COX, wounds is unchanged during the few seconds of existence of the signal. The signal that does not vary in amplitude goes to the subsequent stages 5 and then to shaper 6 and frequency meter 7. The use of the proposed improvement of the magnetometer eliminates errors in measuring the intensity of the geomagnetic field caused by the attenuation in time of the signal produced by the sensor of the magnetometer, i.e. improve measurement accuracy. The formula Nuclear free precession magnetometer containing a signal sensor with a switch, a cascade amplifier, a driver and a frequency meter, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a controlled element connected to it and connected to it is inserted between the first resistive and subsequent stages. control circuit and connected to the last constant time master. Sources of information taken into account during the examination: 1. NM Pemerintsev, V. Ryzhkov. Skrotsky G.V. Physical BASES of quantum magnetometry. M., Science, 1972, Fr. 304-306, 375-380. 2. Ibrahimov K.Sh., Larionov V.A., Fedotov M.A., Shcherbachenko A.M., Field microelectronic proton magnetometer with digital readout in scales. Avtometri, 1975, No. 1, p. 75-80.

сгнcgn