SU789958A1 - Устройство дл стабилизации магнитных полей - Google Patents

Description

1

Насто щее изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано при экспериментальных работах с магниточувствительными измерительными преобразовател ми и в системах дл  градуировки и поверки различного типа магнитометров.

Известно устройство дл  стабилизации магнитных полей, используемое в образцовых.мерах слабого магнитного пол . Оно содержит катушки типа колец Пельмогольца с компенсационными обмотками, магнитометр, установленный между катушками и электрическую схему управлени  кангшом компенсации помех l .

Однако устройство не позвол ет эффективно компенсировать медленные уходы магнитного пол , обусловленные временным- изменением пар аметров магнитоизмерительного датчика, след щего за внешними магнитными поме хами , поэтому оно tie используетс  дл  долговременных измерений с высокой точностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  стабилизации магнитных г1олей и компенсации магнитных помех в системах, осуществл кхчих поверку различного типа магнитометров. Это устройство содержит кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой, магниточувствительный датчик квантовооптнческого типа С катушками обратной св зи, усилитель, преобразовательный блок, согласующий фильтр и индукционный датчик 2.

Такое устройство компенсирует по10 мехи в достаточно широком частотном и амплитудном диапазоне, но не может компенсировать изменение магнитного пол , вызванное временными (нулевыми) уходами опорного магни15 точувствительного датчика.

Цель изобретени  - повышение долговременной стабильности магнитного пол .

Указанна  цель достигаетс  тем, 20 что в устройство дл  стабилизации магнитных полей, содержащее кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой , последовательно соединенные квантовый магниточувствительный дат25 чик самогенерйрующего типа с катушками обратной св зи, усилитель процессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу фазового 30 детектора, введены последовательно

соединенные дополнительный квантовый датчик -типа со второй катушкой .обратной св зи, усилитель низкой частоты и второй фазовый детектор, низкочастотный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу второго фазового детектора и шунт, причем выход фазового детектора подключен к радиочастотной катушке квантового датчика самагенерирующего типа, второй выход усилител  процессии подключен к радиочастотным катушкам квантового датчика М-, -типа второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модул ционным катушкам квантового датчика (Aj -типа, а шунт подключен к двум катушкам обратной св зи, соединенным последовательна с компенсационно обмоткой колец Гельмгольца.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  стабилизации магнитных полей.

Устройство содержит магниточувствительный квантовый датчик 1 самогенерирующего типа с радиочастотной катушкой 2, катушку 3- обратной усилитель 4 прецессии,первый фазовый детектор 5, кварцевый генератор 6, дополнительный квантовый датчик 7 1А2-типа, использующий суммарный сигнал с и d - пол ризацией и имеющий две катушки модул ционную 8 и равночастотпую 9, вторую катушку 10 обратной св зи, 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 дл  размещени  в нем повер емого магнитометра.

Устройство работает следующим образом .

Магниточувствительный квантовый датчик 1 самогенерирующего типа вырабатывает сигнал, пропорциональный магнитной помехе. Этот сигнал усиливаетс  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 уси- лител  прецессии сигнал подаетс  на радиочастотные катушки 2 датчика 1. Токовый сигнал расфазировки, компенсирующий помеху, поступает в катушку 3- Обратной св зи, соединенную последовательно с-катушкой 10 обратной св зи и компенсационной обмоткой 15 колец Гельмгольца. Медленные (часовые и. суточные) уходы показаний датчика 1 компенсируютс  токовым сигналом, поступающим на радиочастотные -катушки 2 датчика 1. Этот токовый , медленно мен ющийс  сигнал создаетс  вторым фазовым детектором 13, на один вход которого через низкочастотный усилитель 11 поступает сигнал с дополни тельного квантового датчика 7 2. типа, использующего суммарный сигнал с б и б - пол ризацией , 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 модул ционную катушку 8. Дл  получени  низкочастотного рабочего сигнала с датчика 7 необходим радиочастотный сигнал на катушку 9, который беретс  с выхода усилител  4 прецессии. Так как датчики 1 и 7 вместе с катушками обратной св зи размещены р дом, дл  компенсации их взаимного вли ни  вводитс  шунтирующее сопротивление шунта 14, позвол ющее уровн ть посто нные катушек обратной св зи с посто нной компенсирующей обмоткой 15. колец Гельмгольца.

Применение дополнительного квантового датчика ГЛ типа, практически не имеющего нулевых уходов, усилител  низкой частоты и второго фазового детектора, низкочастотного кварцевого генератора и катушки обратной св зи с шунтом позвол ет осуществить долговременную высокочастотную стабилизацию магнитных полей. Это существенно улучшает метрологические характеристики устройства и, в свою очередь, позвол ет расширить как парк повер емых магнитометров , так и количество повер емых метрологических характеристик В конечном счете, это повысит точность магнитных измерений.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  стабилизации магнитных полей, содержащее кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой , последовательно соединенные квантовый магниточувствительный датчик самогенерирующего типа с катушкой обратной св зи, усилитель прецессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу фазового детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  долговременной стабильности магнитного пол , в него введены последовательно соединенные дополнительный квантовый датчик NV2 - типа со втрро.й катушкой обратной св зи, усилитель низкой частоты и.второй фазовый детектор , низкочастотный кварцевый генератор , йодключенный ко второму входу второго фазового детектора, и шунт, причем выход второго фазового детектора подключен к радиочастотиол

   катушке квантового датчика самогенерирующего типа, второй выход усилител  прецессии подключён к радиочастотным катушкам квантового датчика {А2.типа, второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модул ционным катушкам квантового датчика 1Л -типа, а шунт подключен к двум катушкам обратной св зи, соединенным последовательно с компенсационной обмоткой колец Гельм гольца.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3389333, кл. 324-43, 1968.
2. 2.Авт орс кое свидет ель ст во СССР 552574, кл. G 01 R 33/02, 1977.

   .fS

   :

   (Г

   Вв

   :