Устройство для стабилизации модуля вектора магнитной индукции Советский патент 1983 года по МПК G01R33/08 

Изобретение относится к автомати и измерительной технике.и может быт использовано, в-частности, при опре делении ориентациоНных и -динамическ погрешностей магнитометров модуля вектора. Известно устройство для стабилиз ции индукций магнитного поля, содер жащее два разнесенных в пространстве и коллинеарно ориентированных контура тока и магнитометр, сигнал. с выхода которого поступает в конту ры тока П ЗНедостатком устройства является отсутствие возможности осуществлени колебаний и поворотов вектора магни ной индукции. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизаци модуля вектора магнитной индукции, которое содержит два разнесенных в пространстве коллинеарно ориентированных контура тока, квантовый магнитометр с частот.ным выходом, датчи которого расположен внутри одного контура тока, генератор опорных час тот, фазочувствительный детектор, первый вход которого Соединен с вых дом квантового магнитометра, а второй вход - с выходом,генератора опорных частот, а к выходу фазочувствительного детектора подключены контуры тока 12, Недостатком известных устройств является отсутствие возможности осу ществления колебаний и поворотов вектора магнитной индукции. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для стабилиза ции модуля вектора магнитной индукции, содержацее два разнесенных в .. пространстве коллинеарно ориентированных контура тока, квантовый магнитометр с частотным выходом, расположенный внутри одного контура тока, генератор опорных частот и фазочувствительный детектор, один вход которого соединен с выходом квантового магнитометра, а другой - с выходом генератора опорных частот, при . чем к выходу фазочувствительного детектора подключены контуры токов, . введены 2И дополнительных контура тока, ориентированных взаимно коллинеарно и ортогонально основным КОНТУ рам тока, а также токовый генератор к ВЫХОДУ которого подключены дополнительные контуры тока. На чертеже изображена блок-схема устройства для стабилизации. Устройство содержит два разнесенных в пространстве коллинеарно ориентированных контура 1 и 2 тока, квантовый магнитометр 3 с частотным выходом, расположенный внутри одного контура тока, генератор 4 опорных частот, фазочувствительный детектор 5, два дополнительных контура б и -7 тока и токовый генератор 8. При этом выход генератора 4 опорных частот соединен с первым входом фазочувствительного детектора 5, второй вход которого соединен с выходом квантового магнитометра 3 с частотным выходом, а выход фазочувствительного детектора 5 подсоединен к контурам 1 и 2 тока. Два дополнительных контура б и 7 тока соединены с выходом токового генератора 8. Принцип действия устройства состоит в следующем. Квантовый магнитометр 3 с частотным выходом воспринимает изменения модуля вектора индукции магнитного поля и преобразует их в пропорциональные приращения частоты, поступающей на первый вход фазочувствительного детектора 5, на второй вход которого подан сигнал генератора 4 опорных частот. На выходе фазочувствительного детектора 5 формируется сигнал, поступающий в контуры тока 1 и 2, при этом контуры 1 и 2 тока создают компенсирующие магнитные поля, благодаря чему частота сигнала на выходе квантового магнитометра 3 с частотным выходом станет равной частоте генератора 4 опорных частот с точностью до фазы, а модуль вектора в объеме контуров 1 и 2 примет значение , заданное генератором 4 опорных частот. Сигнал с выхода токового генератора 8 поступает в дополнительные контуры б и 7 тока, благодаря чему векторы индукции магнитного поля в объеме контуров тока отклоняются от первоначального положения, причем изменяется и модуль вектора индукции магнитного поля, при этом пропорционально изменению модуля вектора индукции магнитного поля изменяется частота сигнала на выходе квантового магнитометра с частотным выходом 3. Появившийся при этом сигнал рассогласования на выходе фазочувствительного детектора 5 поступает в контуры 1 и 2 тока, благодаря чему модуль вектора магнитной индукции в объеме контуров тока вновь принимает значение, заданное генератором.опорных частот. Таким образом, углоВые колебания вектора магнитной индукции, созданные с помощью дополнительных контуров тока и токового генератора, происходят без изменения модуля вектора. При использовании устройства для определения ориентационных и динa.шческих погрешностей магнитометров модуля вектора испытуемый магнитометр помещают в объем контура тока 1

с заданйым высокостабильным значением модуля вектора магнитной индукции. В.случае определения ориентацион,ной погрешности с помощью токового генератора 8 и дополнительных контуров 6 и 7 тока создают дополнительное магнитное поле, отклоняющее вектор магнитной индукции на заданный угол. При этом величина модуля вектора магнитного поля сохраняется неизменной в соответствии с принципом ра- 10 боты устройства. В случае отсутствия ориентационной погрешности, показания испытуемого магнитометра не изменятся. В противном случае на выходе испытуемого магнитометра возникнет ложный 15

сигнал, соответствующий ориентааионной погрешности испытуемого магнитометра при заданном значении угла пбворота вектора. В случае определения динамической погрешности в контуры 6 и 7 тока с выхода токового генератора 8 подают переменный ток и определяют зависимость выходного сигнала испытуемого магнитометра от частоты токового генератора 8.

Влагодаря наличию в устройстве стабилизации дополнительных контуров тока и токового генератора отпадает необходимость механического перемещения испытуемого магнитометра внутри стабилизатора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ МОДУЛЯ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУК1ЩИ, содержащее два разнесенных в пространстве коллинеарно ориентированных контура тока, квантовый магнитометр с частотн1Л4 выходом, расположенный внутри одног,о контура тока, генератор опорных частот и фазочувствитель ный детектор, один вход которого соединен с выходом квантового ма н|то- , метра, а другой - с выходом генератора опорных частот, причем к выходу фазочувствительного детектора подключены контур ы тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены 2tt дополнительных контура :тока, ориентированных взаимиогкяшлинеарно и.ортогонально основным контурам тока, а также токовый генерато к выходу которого подключены дополни-ф тельные контуры тока. оо о:) со со