Магнитометр Советский патент 1991 года по МПК G01V3/14 

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для измерения слабого магнитного поля, например ге- омагнитного при поиске и разведке полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение точности магнитометра и подавление периодической помехи.

На чертеже представлена структурная схема магнитометра.

Он содержит магниточувствмтельный. блок 1, программное устройство 2, источник -3 эталонной частоты, первую схему 4 синхронизации, RS-триггер 5, первую схему б совпадений, вторую схему 7 совпадений, счетчик 8 периодов сигнала прецессии, счетчик 9 периодов эталонной частоты, формирователь 10 меток, вторую схему 11 синхронизации, счетчик 12 меток, делитель 13 на три, формирователь 14 времени паузы, третью схему 15 совпадений, первый элемент 1 б задержки, второй элемент 17 задержки, первый буферный регистр 18, второй .буферный регистр 19, цифровой вычислитель 20, регистратор 21.

Магнитометр работает следующим образом. По сигналу программного устройства 2, который соответствует началу цикла измерения периода сигнала прецессии, на выходе первой схемы синхронизации 4, синхронно с ближайшим по времени отрицательным фронтом сигнала прецессии, создаваемым магниточувствительным блоком 1, появляется импульс команды, переводящий RS-триггер 5 в состояние 1. При этом первая и вторая схемы 6 и 7 совпадений соответственно начинают пропускать на входы счетчика 8 периодов сигнала прецессии и счетчика 9 периодов эталонной частоты соответствующие,сигналы прецессии и эталонной частоты. Одновременно начинает свою работу формирователь меток 10, вырабатывающий импульсы, следующие через равные интераалы времени. В результате синхронизации импульсов формирователя 10 с одноименными,, например отрицательными, фронтами сигнала прецессии на выходе второй схемы 11 синхронизации появляется последовательность синхронизированных меток времени, подсчитываемых счетчиком 12 меток. До момента появления на выходе счетчика 12 меток первого импульса-сигнала переполнения формирователь 14 времени паузы вы- paбafывaeт сигнал разрешения на прохождейие последовательности синхронизированных меток с выхода второй схемы 11 синхронизации через третью схему 15 совпадения и первый элемент 16 задержки на входы разрешс ия записи первого 18 и

второго 19 буферных регистров, а также через второй элемент 17 задержки на вход синхронизации цифрового вычислителя (микроэвм) 20.

Под действием импульсов последовательности синхронизированных меток, поступающих на входы разрешения записи первого 18 и второго 19 буферных регистров, в них записываются значения отсчетов,

0 т.е. текущая информация об отсчетах, присутствующая на кодовых выходах счетчиков 8 и 9 периодов сигнала прецессии и эталонной частоты в моменты прихода очередных импульсов последовательности синхрони5 зированных меток. Записанная в первый 18 и второй 19 буферные регистры текущая информация переписывается в памяти цифрового вычислителя 20 по командам задержанных импульсов последовательно0 сти синхронизированных меток, поступающим на вход синхронизации цифрового вычислителя 20 с выхода второго элемента 17 задержки. Первый 16 и второй 17 элементы задержки, таким образом, предотвраща5 (ОТ запись текуа1их отсчетов в первый 18 и второй 19 буферные регистры и в память цифрового вычислителя 20 в моменты переключения счетчиков 8 и 9 и первого 18 и второго 19 буферных регистров.

0 После появления первого сигнала переполнения на выходе счетчика 12 меток формирователь 14 времени паузы запрещает прохождение импульсов последовательности синхронизированных меток через

5 третью схему 15 совпадений и тем самым запрещает запись значений отсчетов с кодовых выходов счетчиков 8 и 9. Второй сигнал переполнения с выхода счетчика 12 меток вновь разрешает прохождение импульсов

0 последовательности синхронизированных меток через третью схему 15 совпадений, при этом возобновляется запись отсчетов с кодовых выходов счетчиков 8 и 9. После третьего сигнала переполнения счетчика 12

5 меток срабатывает делитель 13 на три, переводящий RS-триггер 5 в состояние О и .выключающий с помощью формирователя 14 времени паузы третью схему 15 совпадения. Одновременно RS-триггер 5 запрещает

0 прохождение сигналов прецессии и эталонной частоты соответственно чербз первую б и вторую 7 схемы совпадений, на входы счетчиков 8 и 9. Таким образом, за время работы счетчиков 8 и 9 формируются и запи5 сываются в память цифрового вычислителя 20 две серии значений их отсчетов, одинаковые по числу отсчетов и разделенные во времени паузой, длительность которой практически совпадает с длительностью каждой из серий значений отсчетов.

После прекращения работы счетчиков 8 и 9 завершается первая часть процесса измерений значения индукции магнитного поля и начинается вторая часть - вычисление этого значения по значениям накопленных отсчетов. Цифровой вычислитель 20 вычисляет среднее значение периода сигуала предессии, а затем вычисляет значение обратной величины этого периода, т.е. частоты сигнала прецессии, которая после масштабирования - умножения на постоянное число - в виде значения измеренной индукции поля выдается на регистратор 21, например на визуальное декадное цифровое табло или на дисплей.

Под действием периодической магнитной помехи фаза сигнала прецессии испытывает соответствующие периодические

Редактор Т. Клюки на

Составитель В.Попадько Техред М.Моргентал

Заказ 1977ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного-комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Тагарина. 101

0

5

n

колебания, приводящие к разбросу значений измеренной индукции поля и снижению точности измерений. В магнитометре формирователь меток выполнен в виде пересчетной схемы, в которой временной интервал между метками, имеющими одинаковые порядковые номера в сериях, сфор- мированных до паузы и после паузы, равняется периоду помехи. Это соотношение обеспечивается тем, что коэффициент пересчета формирователя меток выбран равным произведению половины значения периода помехи на значение эталонной ча- CTOTbi7 деленному на коэфф ициент пересчета счетчика меток времени. При этом на выходе магнитометра среднее значение периодической помехи за время измерения (счета периодов эталонной чactoты) оказывается равным нулю.

Корректор М.КуЛь