SU995611A1 - Device for measuring magnetic flux - Google Patents

Device for measuring magnetic flux Download PDF

Info

Publication number
SU995611A1
SU995611A1 SU813260604A SU3260604A SU995611A1 SU 995611 A1 SU995611 A1 SU 995611A1 SU 813260604 A SU813260604 A SU 813260604A SU 3260604 A SU3260604 A SU 3260604A SU 995611 A1 SU995611 A1 SU 995611A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
modulator
input
detector
synchronous detector
Prior art date
Application number
SU813260604A
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 SU813260604A priority Critical patent/SU995611A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU995611A1 publication Critical patent/SU995611A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА, содержащее последовательно соединенные генератор высокой частоты, модул тор, усилитель высокой частоты, амплитудный детектор, первый синхронньш детектор и интегратор , выход которого соединен с выходом модул тора, а также сверхпровод щий контур с переходом Джозефсона, Изобретение относитс  к устройствам дл  магнитных измерений и может быть использовано в георазведке Известно устройство дл  измерени  магнитного потока, содержащее сверхпровод щий контур с переходом Джозефсона, индуктивно св занный с резонансным контуром, подключенным через модул тор к генератору высокой частоты и к усилителю высокой частоты , св занному через амплитудный детектор с входом синхронного детектора , другой вход которого соединен с первым выходом генератора низкой частоты йлход синхронного детектора , индуктивно св занный с резонансным контуром, подключенным к выходу модул тора , первый блок опорного сигнала, первый выход .которого соединен с выходом модул тора, а второй выход с вторым входом синхронного детектора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него дополнительно введены последовательно соединенные второй блок опорного сигнала, второй синхронный детектор и узкополосный фильтр низких частот, при этом второй выход второго блока опорного сигнала соединен с первым входом модул тора , выход узкополосного фипьтра « св зан с вторым входом модул тора, а (Л второй вход второго синхронного детектора соединен с выходом амплитудного детектора, при этом соотношение частот сигналов первого и второго выходов второго блока опорного сигнала выбрано нечетнымо СО QO ел а соединен с входом интегра:тора, выход которого подключен на резонансный контур, к которому также подключен выход генератора низкой частоты. Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерени  магнитного потока, так как ток через резонансный контур не стабилизируетс  Из известных устройств наиболее близким к изобретению по своей технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  магнитного потока в эле ктроразв едке оA DEVICE FOR MEASURING A MAGNETIC FLOW, comprising a series-connected high-frequency generator, a modulator, a high-frequency amplifier, an amplitude detector, a first synchronous detector and an integrator, the output of which is connected to the output of the modulator, as well as a superconducting junction with the Josephson junction, The invention relates to devices for magnetic measurements and can be used in geological prospecting. A device for measuring magnetic flux is known, which contains a superconducting circuit with a Josephson junction, connected to a resonant circuit connected via a modulator to a high-frequency generator and to a high-frequency amplifier connected through an amplitude detector to the input of a synchronous detector whose other input is connected to the first output of a low-frequency generator using a synchronous detector inductively coupled to a resonant detector circuit connected to the modulator output, the first block of the reference signal, the first output of which is connected to the modulator output, and the second output with the second input of the synchronous detector, characterized by In order to improve the measurement accuracy, the second reference signal block, the second synchronous detector and the narrowband low-pass filter are additionally entered into it, while the second output of the second block of the reference signal is connected to the first modulator input, the output of the narrowband filter “St. connected to the second input of the modulator, and (L the second input of the second synchronous detector is connected to the output of the amplitude detector, and the ratio of the frequencies of the signals of the first and second outputs of the second block of the reference signal ala selected nechetnymo QO CO ate and connected to the input integrals: torus, whose output is connected to a resonant circuit which is also connected to the output low-frequency generator. However, the known device does not provide high accuracy of measuring the magnetic flux, since the current through the resonant circuit is not stabilized. Of the known devices, the device for measuring the magnetic flux in electrical development is closest to the invention in its technical essence.

Description

Устройство содержит сверхпровод щий контур с переходом Джозефсона, индуктивно св занный с резонансным контуром, подключенным через модул тор к генератору высокой частоты и к входу усилител  высокой частоты, св занному через амплитудный детектор с входом синхронного детектора, другой вход которого св зан с первым выходом генератора низкой частоты5 а выход синхронного детектора соединен с входом интегратора, выход которого подключен на резонансньй контур, к которому также подсоединен второй выход генератора низкой частотыThe device contains a Josephson junction superconducting circuit inductively coupled to a resonant circuit connected via a modulator to a high frequency generator and to a high frequency amplifier input connected through an amplitude detector to a synchronous detector input, the other input of which is connected to the first generator output low frequency5 and the output of the synchronous detector is connected to the input of the integrator, the output of which is connected to a resonant circuit, to which the second output of the low-frequency generator is also connected

Однако поскольку в известном устройстве ток через резонансньй контур не стабилизируетс  5 ему также свойственна низка  точность измерени о However, since in a known device the current through a resonant circuit is not stabilized 5 it also has a low measuring accuracy.

Цель изобретени  - повышение точности измеренийоThe purpose of the invention is to improve the measurement accuracy

Цель достигаетс  тем;, что в устройство9 содержащее последовательно соединенные генератор высокой частоты5 модул тор, усилитель высокой часTOTiiij амплитудный детектор, первый синхронный детектор и интегратор, выI ход которого соединен с выходом модул тора , а также сверхпровод щий контур с переходом Джозефсйнау индуктивно св занный с резонансным контуром, подключенным к выходу модул тора, первый блок опорного сигнала первый выход которого соединен с выходом модул тора , а второй вых;од с вторым входом первого синхронного детектора, дополнительно введены последовательно соединенные второй блок опорного сигнала, второй синхронный детектор и узкополосный фильтр низких частотJ при этом второй выход второго блока опорного сигнала соединен с первым входом модул тора, выход узкополосного фильтра св зан с вторым входом модул тора, а второй вход второго синхронного детектора соединен с выходом амплитудного детектора, при этом соотношение частот сигналов первого и второго выходов второго блока опорного сигнала выбрано нечетным.The goal is achieved by the fact that the device 9 contains a series-connected high-frequency oscillator, a modulator, a high-frequency amplifier TOTiiij amplitude detector, the first synchronous detector and an integrator whose course is connected to the output of the modulator, as well as a superconducting junction with the Josephsine transition inductively coupled to a resonant circuit connected to the modulator output, the first block of the reference signal, the first output of which is connected to the modulator output and the second output; from the second input of the first synchronous detector, The second reference signal unit, the second synchronous detector and the narrowband low frequency filter are additionally inserted; the second output of the second reference signal block is connected to the first modulator input, the narrowband filter output is connected to the second modulator input, and the second input of the second synchronous detector is connected with the output of the amplitude detector, the ratio of the frequencies of the signals of the first and second outputs of the second block of the reference signal is selected odd.

На приведена структурна  электрическа  схема устройства; на - график зависимости амплитуды напр жени  Up на резонансном контуре от амплитуда тока (,, протекающего через этот контур; на фиго3-5 временные диаграммы амплитуды тока (,, огибак цей напр жени  Up и напр жени  V на выходе амплитудного детектора дн  случаев: а) i равен току i Г1, соответствующему середине первого пологого участка; б) ip if,,;The following is a structural electrical circuit of the device; Fig. 3 shows a graph of the amplitude of the voltage Up on the resonant circuit versus the amplitude of the current (flowing through this circuit; Figures 3-5 are time diagrams of the current amplitude (, bending the voltage Up and voltage V at the output of the amplitude detector for the following cases: a i is equal to the current i Г1, corresponding to the middle of the first flat slope; b) ip if ,,;

в) ip c) ip

pipi

Устройство дл  измерени  магнитного потока содержит сверхпровод щий контур 1 с переходом Джозефсона 2, индуктивно св занньй с резонансны контуром 3, подключенным через модул тор 4 к генератору высокой частоты 5 и к входу усилител  высокой частоты 6 св занному через амплитудньщ детектор 7 с входом первого синхронного детектора 8, другой вход которого соединен с первым выходом первого блока опорного сигнала 9, а выход первого синхронного детектора 8 соединен с входом интегратора 10, выход которого подключен на резонансный контур 3, к которому также, подсоединен второй выход первого блока опорного сигнала 9, Устройство также содержит второй блок опорного сигнала I15 первый выход которого соединен с модул тором 4, а второй выход, частота сигнала которого кратна и нечетна по отношению к частоте сигнала первого выхода, св зан с первым входом второго синхронного детектора 12, выход которого через узкополосньш фильтр низких частот 13 соединен с низкочастотным входом модул тора 4, а второй вход второго синхронного детектора 12 подключен к выходу амплитудного детектора 7о Сверхпровод щий контур 1 с переходом Джозефсона 2 и резонансный контур 3 помещены в криостат 14оThe device for measuring the magnetic flux contains a superconducting circuit 1 with a Josephson 2 transition, inductively coupled to resonant circuit 3 connected via modulator 4 to a high frequency generator 5 and to the input of high frequency amplifier 6 connected through an amplitude detector 7 to the first synchronous input detector 8, another input of which is connected to the first output of the first block of the reference signal 9, and the output of the first synchronous detector 8 is connected to the input of the integrator 10, the output of which is connected to the resonant circuit 3, to which The second output of the first reference signal block 9 is also connected, the device also contains a second reference signal block I15, the first output of which is connected to the modulator 4, and the second output, whose signal frequency is a multiple and odd relative to the frequency of the first output signal, is connected to the first input of the second synchronous detector 12, the output of which is connected via a narrow-band low-pass filter 13 to the low-frequency input of the modulator 4, and the second input of the second synchronous detector 12 is connected to the output of the amplitude detector 7o d conductive circuit 1 with the transition of the Josephson 2 and resonance circuit 3 are placed in a cryostat 14o

Известно, что зависимость напр жени  высокой частоты Up на резонансном контуре 3 от амплитуды тока i р через него представл ет собой чередующуюс  последовательность крутых и пологих участков (фиго2), причем крутизна их наклонов отличаетс  более, чем в 20 разо При замкнутой цепи обратной св зи, т.ео при соединении выхода интегратора 10 с резонансным контуром 3, положение пологих участков относительно осей Up и i остаетс  неизменным при изменении магнитного потока внутри сверхпровод щего контура I оIt is known that the dependence of the high-frequency voltage Up on the resonant circuit 3 on the amplitude of the current i p through it is an alternating sequence of steep and gentle sections (Fig2), and the slope of their slopes differs by more than 20 times. With a closed feedback circuit , ie when connecting the output of the integrator 10 to the resonant circuit 3, the position of the sloping portions relative to the axes Up and i remains unchanged when the magnetic flux inside the superconducting circuit I o changes

В рабочем режиме ток генератора высокой частоты 5 должен быть равен току 1 1р соответствующему середине первого пологого участка (фиГоЗ) Это соответствие достигаетс  следующим образомо Второй блок опорного сигнала 1I вырабатывает два сигнал U sin &)t и и sin пcot (п - любое целое нечетное число), которые соответственно поступают на модул тор 4 и второй синхроиный детектор 12, Модул тор 4 модулирует ток ip по амплитуде с частотой СО I причем амплитуда его модул ции соответствует середине первого пологого участка (фигоЗ)о Напр жение на резонансном контуре 3 Up (фигоА) усиливаетс  усилителем высокой частоты 6 и поступает на вход амплитудного детектора 7о Напр жение и с его выхода подаетс  на вход второго синхронного детектора 12, который перемножает его с напр жением и sin ПСО to При ij,,равном ip, (фиго5а), напр жение и, совпадает по форме с модулирующим , а при возникновении расстройки тока (фиго5б и 5в) в его спек тре по вл ютс  напр жени  нечетных гармоник частоты СО « что в свою оче рёдь приводит к по влению посто нного напр жени  на выходе второго синхронного детектора 12, Поскольку напр жение третьей гармоники частоты 63 в спектре сигнала U наибольшее, то число п в сигнале U sin n(0t второго блока опорного сигнала 11 целесообразно выбирать равным Зо Дп  того чтобы на выходе устройства не по вл лс  мешающий сигнал, св занный с модул циейJ частота Сх) выбираетс  в 50-100 раз ниже частоты первого блока 9 опорного сигналао Таким образом, величина напр жени  Ug и его знак однозначно св заны с величиной и знаком расстройки тока 1 f,o Пройд  узкополосный фильтр низких частот 13 и поступа  на модул тор 4 в такой фазе, что обратна  св зь  вл етс  отрицательной, напр жение и уменьшаетвеличину расстройки и, тем самым, увеличивает стабильность тока i в резонансном контуре 3 и повышает точность измерени  длительных сигналов {с периодом 100 с и более) магнитного потока в 5 и более раз в зависимости от времени измеренийоIn the operating mode, the high frequency generator current 5 must be equal to the current 1 1p corresponding to the middle of the first flat section (phY). This correspondence is achieved as follows. The second block of the reference signal 1I produces two signals U sin & t and and sin pcot (n - any integer odd number), which respectively arrive at modulator 4 and second synchro detector 12, modulator 4 modulates the current ip in amplitude with the frequency CO I and the amplitude of its modulation corresponds to the middle of the first flat section (figo3) Voltage at the resonant Circuit 3 Up (figoA) is amplified by a high frequency amplifier 6 and fed to the input of an amplitude detector 7o. Voltage and from its output is fed to the input of a second synchronous detector 12, which multiplies it with voltage and sin PSO to When ij, equal to ip, ( FIG. 5a), the voltage and, coincides in shape with the modulating one, and when a detuning of the current occurs (figo5b and 5c), the voltage of the odd harmonics of the frequency CO appears in its spectrum, which leads to the appearance of a constant voltage at the output of the second synchronous detector 12, for example The third harmonic of frequency 63 in the spectrum of the signal U is the greatest, then the number n in the signal U sin n (0t of the second block of the reference signal 11 should be chosen equal to D0 Dp so that the output of the device does not produce an interfering signal associated with the modulation J frequency ) is selected 50-100 times lower than the frequency of the first block 9 of the reference signal. Thus, the voltage Ug and its sign are unambiguously related to the magnitude and sign of the current detuning 1 f, o Pass the narrowband low-pass filter 13 and go to the modulator 4 in such a phase that feedback is a negative voltage and umenshaetvelichinu detuning and thereby increases the stability of the current i in the resonant circuit 3, and improves the accuracy of the measurement signal {with prolonged period of 100 s or more) magnetic flux is 5 times or more depending on the time izmereniyo

L.±J-«L. ± J- "

S)S)

-r-iri A/I S)-r-iri A / I S)

,. Ul , Ul

лл.ll

игЛneedles

a}ir irt Hfl S), ЛЛ.a} ir irt Hfl S), LL.

f ff f

at.5at.5

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА, содержащее последовательно соединенные генератор высокой частоты, модулятор, усилитель высокой частоты, амплитудный детектор, первый синхронный детектор и интегратор, выход которого соединен с выходом модулятора, а также сверхпроводящий контур с переходом Джозефсона,A DEVICE FOR MEASURING A MAGNETIC FLOW, containing a series-connected high-frequency generator, a modulator, a high-frequency amplifier, an amplitude detector, the first synchronous detector and an integrator, the output of which is connected to the output of the modulator, as well as a superconducting circuit with a Josephson junction,
SU813260604A 1981-03-11 1981-03-11 Device for measuring magnetic flux SU995611A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813260604A SU995611A1 (en) 1981-03-11 1981-03-11 Device for measuring magnetic flux

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813260604A SU995611A1 (en) 1981-03-11 1981-03-11 Device for measuring magnetic flux

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU995611A1 true SU995611A1 (en) 1991-03-23

Family

ID=20947737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813260604A SU995611A1 (en) 1981-03-11 1981-03-11 Device for measuring magnetic flux

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU995611A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3758854, кл, G 01 V-324, 1960. Под редо Во СоСуркова и ЭоВ„Матизена Сверхпроводимость в геоэлектроразведке„ Новосибирск: Наука,1977, с,143о *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4182983A (en) Electronic AC electric energy measuring circuit
US4495463A (en) Electronic watt and/or watthour measuring circuit having active load terminated current sensor for sensing current and providing automatic zero-offset of current sensor DC offset error potentials
US4004217A (en) Flux locked loop
Harrison et al. A Diode‐Quad Bridge Circuit for Use with Capacitance Transducers
US4055804A (en) Watt/watthour transducer and amplifier-filter therefor
CN104796110A (en) Analog power-frequency comb notch filter and adjusting method thereof
US4422034A (en) Method for measuring insulation resistance and device therefor
US5079957A (en) Conversion circuit for an electromagnetic flow transmitter
SU995611A1 (en) Device for measuring magnetic flux
US3710238A (en) Sensitive sound fault meter and detector utilizing a double side band frequency current-generator
US4546441A (en) Method and apparatus for time based measurement of impedance
Akay et al. A new weak field double resonance NMR spectrometer
US5537028A (en) Electricity meter and method for measuring apparent power
JPH0743404A (en) Phase difference detecting method, circuit and apparatus
JPH01143971A (en) Method for measuring insulation resistance
Zinn An electronic self-balancing instrument transformer testing device
SU1387676A1 (en) Device for measuring magnetic flux
SU935809A1 (en) Device for measuring amplitude frequency characteristics
SU759987A1 (en) Digital meter of coplex resistance losses
SU1576872A1 (en) Converter of parameters of three-element resonance passive two-terminal networks
US3417338A (en) Phase-sensitive gated switching means
SU954891A1 (en) Three-element two-terminal network parameter converter
SU748286A1 (en) All-purpose meter of capacitance and conductivity of capacitors, inductance and resistance of inductance coil
RU2209421C2 (en) Facility measuring conduction of liquid media
SU1394155A1 (en) Instrument transducer of resistive and reactive components of sinusoidal current