Компенсатор вариаций магнитного поля

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«»789955 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 17. 07. 78 (21)2666411/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 R 33/08

f oñóäàðñòâåííûé комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 231280. Бюллетень Hо 47 (5З) УД1(621 ° 317. 44 (088.8) Дата опубликования описания 2б.12.80 (72) Авторы изобретения

Л.И.Грабар, Т.Н.Семенюк, П.М.Анзин и В.Н.Михайловский

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры и Физико-механический институт AH Украинской ССР (71) Заявители (5 4 ) КОМПЕ Н САТОР ВАРИАЦИЙ МАГНИТ НОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнито етрии, а именно к компенсации вариаций магнитного поля квантооптическим гелиевым компенсатором, исполь- 5 эующим М -сигналы, и предназначено для поддержания стабильного магнитного поля в некотором объеме при настройке и исследованиях магнитометрической аппаратуры. 10

Известен компенсатор вариаций магнитного поля, который работает на принципе квантооптического гелиевого магнитометра.

Устройство содержит магниточувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор, усили-. тель постоянного тока и систему колец Гельмгольца, соединенных последовательно, а также модулирующий ге- 20 нератор, соединенный с фаэовым детектором и магниточувствительным блоком (13.

К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность. 25

Размещение магниточувствительных блоков компенсатора и настраиваемо,го магнитометра в пределах одного объема компенсации, ограниченного системой катушек Гельмгольца, снижает 0 точность компенсации, так как невозможно одновременно использовать центральную часть объема компенсации для размещения двух магниточувствительных блоков.

Наличие только одного объема клмпенсации не позволяет применять компенсатор при настройке магниточувствительных блоков, габариты которых составляют более 10-15% от размеров объема компенсации, а также при настройке магниточувствительных блоков, содержащих ферромагнитные детали и создающих магнитные поля помех. Это снижает точность стабилизации. Кроме того, при серийной настройке магнитометрической аппаратуры наличие только одного объема компенсации ограничивает производительность труда. Отсутствие индикатора, с пОмощью которого .возможен систематический контроль поддержания стабильной напряженности магнитного, поля в объеме компенсации, не позволяет объективно судить о работе компенсатора при многочасо вой непрерывной эксплуатации устройства.

789955

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные I:Iàãíèòoчувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор и усилитель постоянного тока, а также пару колец Гельмгольца и синтезатор частот. выход которого соединен со вторыми входами магниточувствительного блока, избирательного усилителя и фазового детектора, дополнительно введены пары колец Гельмгольца, соединенных последовательно с первой парой, а также последовательно соединенные второй магниточувствительный блок, второй избирательный усилитель, второй фазовый детектор, усилитель инфранизкочастотный и самопишущий прибор, при этом вторые входы избирательного усилителя и фазового детектора подключены к синтезатору частот, а все пары колец Гельмгольца шунтированы резисторами.

На чертеже приведена блок-схема компенсатора вариаций магнитного поля.

Компенсатор содержит магниточувствительные блоки 1 и 2, избирательный усилитель 3, фазовый детектор 4, усилитель 5 постоянного тока, синтезатор 6 частот, системы колец Гельмгольца 7,8 и 9, избирательный усилитель 10, фазовый детектор 11, усилитель инфранизкочастотный 12, самописец 13 и резисторы 14,15 и 16.

Магниточувствительный блок 1 соединен последовательно с избирательным усилителем 3, фаэовым детектором 4, усилителем 5 постоянного тока. К системам колец Гельмгольца 7,8 и 9 параллельно подключены резисторы 14,15 и 16. Магниточувствительный блок 2 соединен последовательно с избирательным усилителем 10, фазовым детектором 11, усилителем инфранизко-. частотным 12 и самописцем 13. Синтезатор 6 частот соединен с магниточувствительными блоками 1 и 2, иэбирательныыи усилителями 3 и 10 и фазовыми детекторами 4 и 11. Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме сигнал с магниточувствительного блока 1 поступает на усилитель З,.далее на фазовый детектор 4 и усилитель 5, ток с которого поступает в последовательно соединенную систему колец

Гельмгольца 7,8 и 9 и в каждой системе колец создает стабильное однородное магнитное поле, отличное от земного магнитного поля, напряженность которого задается соответствующей резонансной частотой из синтезатора 6. Так как магнитное поле в объемах стабилизации систем колец Гельмгольца 7,8 и 9 стабильно

Формула изобретения

Компенсатор вариаций магнитного поля, содержащий последовательно соединенные магниточувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор и усилитель постоянного тока, а также пару колец .Гельмгольца и синтезатор частот, выход которого соединен с вторыми входами магниточувствительного блока, избирательного усилителя и фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пары колец

55 бО б5 то сигнал разбаланса с магниточувствительного блока 2, усилителем

10, фазовым детектором 11 и усилителем инфранизкочастотным 12, равен нулю и самописец 13, включенный на выходе усилителя 12, пишет прямую линию или собственные шумы системы.

В динамическом режиме, при изменении напряженности земного магнитного поля в районе расположения компенсатора магнитного поля в магниточувствительном блоке 1 возникает сигнал разбаланса. Затем, усиливаясь усилителем 3, фазовым детектором 4 и усилителем 5, сигнал создает в

35 системах колец Гельмгольца такой ток, чтобы напряженность магнитного поля в объемах систем колец Гельмгольца осталась постоянной. Если коэффициент стабилизации большой и

Щ устранен разброс магнитных постоянных систем колец Гельмгольца 7,8 и 9 с помощью пропускания части тока обратной связи через резисторы 14, 15 и 16, то сигнал с магниточувствительного блока 2 настолько малый, что усиленный усилителем 10, фазовым детектором 11 и инфранизкочастотным усилителем 12 не обеспечит изменения в записи самописца 13. Это указывает на нормальную работу компенсатора. При расстройке систем колец Гельмгольца 7,8 и 9 сигнал с магниточувствительного блока 2 больше и обеспечивает соответствующее отклонение на самописце 13, что указывает на неполадки в системе, Использование в предлагаемом компенсаторе дополнительных систем колец Гельмгольца, шунтированных резисторами, и дополнительного конт40 рольного канала, состоящего из избирательного усилителя, фазового детектора, усилителя инфранизких частот и самописца, позволяет повысить точность стабилизации напря4Ь женности магнитного поля и увеличить производительность работы за счет получения возможности параллельной работы сразу с. несколькими испы-. туемыми магнитометрами.

789955 составитель Е.Данилина едактор А.Маковская Техред Н.Граб Корректор Г.Решетник

Заказ 9036 48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5 Филиал ППП"Патент", r.Óæãîðoä,óë.Проектная,4

Гельмгольца, соединенных последовательно с первой парой, а также последовательно соединенные второй магниточувствительный блок, второй избирательный усилитель, второй фазовый детектор, инфранизкочастотный усилитель и самопишущий прибор, при этом вторые входы избирательного усилителя и фазового детектора подключены к синтезатору частот, а все пары Гельмгольца шунтированы резисгорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Scherer А. Review of SeIence

Instruments. Ч. 32,. Р 11, р. 11901192.