Устройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме

ф т 1В фК* Gll АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«i)536445

Союэ Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-B) — (22) Заявлено 13.05 .75 (21) 2133423/21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11.76. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 23.12.76 (51).М.Кл 6 01 К 33/02

Государственный инкитет

Совета Министров СССР ло делам иэобретений и открытий (53) УДК 621.317.44 (088.8) (72) Автор изобретения

1О. С. Чидсон

Научно-производственное объединение «Геофизика» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАБОЧЕМ ОБЪЕМЕ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при физических экспериментах и магнитных измерениях в случаях, когда «еобходима высокая стабильность напряжения магнит«ого поля.

Известно устройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме. Оно содержит опорный магнитометр, ооеди«е««ый со входом фазового ком паратора, второй вход которого подключен к выходу опорного гене- 10 ратора, и две катушки Гельмгольца, в одной из,которых, связанной с выходом фазового комвпаратора, расположен опорный матнитометр (1).

Рабочий объем другой пары катушки Гельм- 15 гольца является объемом, в котором осуществляется стабилизация магнитного поля.

Опорный магнитометр, фазовый компаратор и катушка Гельмгольца охвачены

100% обратной связью, благодаря чему 2о в рабочем пространстве этой катушки магнитное поле оказывается стабилизироваснным. Вторая катушка Гельмгольца соединен«а последовательно с первой. В результате этого в ее рабочем объеме возникает поле, ра вное полю в первой катушке, если градиент поля между объемом, где размещен опорный магнитометр, и объемом, в котором о существляется стабилизация поля, также равен нулю. Однако;из-за того, что различные ЗО источники магнитного поля имеют конечное ра сстояние до объема, в котором осуществляется стабилизация магнивного поля, например, от электропоезда или атмосферного разряда, градиент поля между опор«ым магнитометром и интересующим нас объемом «е равен нулю. В этих условиях точность стабилизации магпитного поля нарчшается.

Цель изобретения — повыше«ие точности стабилизации.

Это достигается тем, что известное устройство снабжено вторым опорным магнитометром, расположенным симметрично первому относительно рабочего объема, вторым фазовым ком паратором, одним входом подключенным к выходу второго опорного магыитометра, вторым входом — к второму выходу опорного генератора, а также тремя катушками Гельмгольца, в одной из которых, соединенной с выходом второго фазового компаратора, расположен второй опорный магнитометр, вторая расположена коаксиально с ней, и подключена последовательно с катушкой, обхватывающей рабочий объем, к выходу, первого фазового компаратора, а третья катушка расположена коаксиаль«о катушке, обхватывающей рабочий объем, включена последовательно с катушкой, в которой расположен второй опор«ый магнитометр,,и связана с выходом второго фазового компаратора.

536445

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство включает в себя опорные магнптометры 1 и 2, фазовые компараторы 3 и 4, опорный .генератор 6, катушки Гельмгольца 6 — — 5

10. Оси всех катушек установлены параллельно друг другу. Катушки 6, 7 и 8 включены последовательно на выход ком|паратора 3, à KBтушки 9 и 10 включены последовательно на выход компаратора 4. Опорный генератор соединен с фазовыми ком параторами 3 и 4. Катушки Гельмгольца 7,и 9, а также 8 и 10 являются попарно коаксиальными. В рабочем пространстве катушки 6 размещен опорный магнитометр l. В рабочем п ространстве катушек 8 и 10 размещен опорный магнитометр 2. Стабп.тизация поля достигается,в рабочем объеме катушек 7 и 9. Катушки 6, 7 и 8 имеют одинаковые константы.

Катушка 9 имеет константу вдвое меньшую, чем катушка 10.

Устройство работает следующим образом.

Опорный магнитометр 1 с помощью фазового ком паратора 3, опорного генератора 5 и катушки Гельмгольца 6 обхвачен 100% обрат- 25 ной связью. Поскольку катушка Гельмгольца

7 включена последовательно с катушкой 6, то в ее рабочем объеме достигается стаоилизация поля без учета градиентной составляющей.

В рабочем пространстве катушки 8 достигает- 30 ся такая же стабилизация. Информация о градиенте поля на базе между магнитометра ми

1 и 2 поступает с магнитометра 2. Опорный магнитометр 2, фазовый компаратор 4 и катушка Гельмгольца 10 охвачены 100% обратной З5 связью. При этом градиентная составляющая магнитного поля стабилизируется в рабочем объеме катушки 10, а половина этой составляющей стабилизируется в рабочем объеме катушки 9. Так как эта катушка расположена 4О посредине между магнитометрами 1 и 2 и имеет константу вдвое меньшую, чем катушка 10, то .в рабочем объеме катушек 7 и 9 достигается дополнительная стабилизация градиента магнитного поля. 45

Из-за симмет!рии системы источник помехи иожет быть расположен в произвольном направлеии и по отношению к базе устройства.

B предложенном устройстве нелинейный градиент апроксимируется линей ы градиентом. Однако несмотря на это, точность стабилпзации по вышается по сравнению с прототиг.o i почти в квадрате. Это позволяет использовать предложенное устройство для градуировки высскоточных и высакочувствительных магнитометров, а также при различных физических экспериментах, когда нужна высокая стабильность магнитного поля.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме, содержащее опорный магнитометр, соединенный со входом фазового компаратора, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, и две катушки Гельмгольца, в одной из которых, связанной с выходом фазового компаратора, расположен спорный магнитометр, а в другой, включенной последовательно с ней, — рабочий объем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации оно

> снаожено вторым опорным магнитометром, ра сположенным симметрично первому относительно рабочего объема, вторым фазовым компаратором, одним входом подключенным к выходу второго опорного магнитометра, вто рым входом — к второму выходу опорного генератора, а также тремя катушками Гельмгольца, в одной из которых, соединенной с выходом второго фазового компаратора, расположен второй опорный магнитометр, вторая расположена коаксиально с ней и подключена последовательно с катушкой, обхватывающей рабочий объем, к выходу первого фазового компаратора, а третья катушка расположена коакспально катушке, обхватывающей рабочий объем, включена последовательно с катушкой, в которой расположен второй опорный магнитометр, и связана с выходом второго фазового компаратора.

Источник информации,:принятый во внимание при эксперт изе:

1. Скрынников P. Г. и др. Парорубидиевый стабилизатор магнитного поля, «Геофизическая аппаратура». Вып. 49. Л., «Недра», 1972.

536445

Составитель E. Данилина

Техред Е. Подурушина

Корректор В. Гутман

Редактор О, Стенина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1088/1652 Изд. М 309 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5