Устройство развертки магнитного поля для спектрометрической аппаратуры Советский патент 1987 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к техниче- ской физике и может быть использовано в приборостроительной промьшшенно сти при изготовлении радиоспектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Цель изобретения - повьшение стабильности магнитного поля при сохранении высокой линейности развертки магнитного поля.,

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство развертки магнитного поля содержит электромагнит 1 с источником 2 питания, генератор 3 развертки и датчик 4 магнитного поля, расположенный в рабочем зазоре электромагнита 1, задающий генератор 5, катушки 6 возмущения магнитного поля первую схему 7 выборки и хранения, дифференциальный усилитель 8, вторую схему 9 выборки и хранения, причем первый выход задающего генератора 5 соединен с катушками 6 возмущения магнитного поля и с генератором 3 развертки, второй выход соединен с управляющим входом первой схемы 7 выборки и хранения, а третий выход- с управляющим входом второй схемы 9 выборки и хранения, датчик 4 магнитного поля помещен в магнитное поле катушек 6 возмущения и подключен к сигнальному входу первой схемы 7 выборки и хранения и к первому входу дифференциального усилителя 8, второ вход которого подключен к выходу первой схемы 7 выборки и хранения, а выход - к сигнальному входу второй 9 схемы выборки и хранения, источник питания соединен с генератором 3 раз вертки и выходом второй схемы 9 выборки и хранения.

Развертка магнитного поля осуществляется следующим образом.

Магнитное поле в рабочем зазоре создается электромагнитом 1 и измеряется датчиком 4 магнитного поля, напряжение на котором пропорционально значению, магнитного поля. При по- явлении импульса на первом выходе задающего генератора 5 с помощью катушек 6 возмущения в месте расположения датчика 4 магнитного поля формируется к алгебр ованный по амплитуде возмущающий импульс магнитного поля. Генератор 3 развертки с помощью источника 2 питания изменяет величину магнитного поля в рабочем зазоре

O

5

0

5

5 0

5

0 5

0

электромагнита 1 на величину, равную шагу дискретнбсти развертки, но противоположного знака по отношению к импульсу магнитного поля, создаваемому катушками 6 возмущения.

На выходе дифференциального усилителя 8 с помощью первой схемы 7 выборки и хранения, которая находится в режиме хранения и помнит величину магнитного поля до поступления импульса, формируется напряжение, пропорциональное разности значений в изменении магнитного поля, вызванного катушками 6 возмущения и генератором 3 развертки.

Сигнал ошибки с выхода дифференциального усилителя 8 проходит через вторую схему 9 выборки и хранения, которая во время действия возмущающего импульса находится в режиме выбор- ки и поступает на источник питания, который изменяет магнитное поле в рабочем зазоре таким образом, чтобы уменьшить ошибку, т.е. устраняет нелинейность развертки за один шаг развертки.

По окончании импульса, на первом выходе задающего генератора 5 на вто- .ром и третьем его выходах вырабатываются импульсы, совпадающие по времени, но различающиеся полярностью, фронты которых жестко синхронизированы со спадом импульса на первом выходе задающего генератора 5, а длительность их выбирается настолько малой, насколько позволяют упра:вляемые этими импульсами первая 7 и вторая 9 схемы выборки и хранения.

При поступлении импульса с второго выхода задающего генератора 5 первая схема 7 выборки и хранения переходит в режим выборки и запоминает напряжение на эыходе датчика 4 магнитного поля, пропорциональное новому значению магнитного поля в рабочем зазоре.Вторая схема 9 выборки и хранения по сигналу с третьего выхода задающего генератора 5 переходит в режим хранения, поддерживая постоянным сигнал, поступающий на источник 2 питания, и предотвращая паразитные изменения магнитного поля во время нахождения первой схемы 7 выборки и хранения в режиме выборки.

По окончании импульсов с второго и третьего выходов задающего генератора 5 первая схема 7 выборки и хранения переходит в режим хранения, а

31

вторая схема 9 выборки и хранения - в.режим выборки. Дифференциальный усилитель 8, благодаря глубокой отрицательной связи в цепи регулирования, поддер живает равенство (стабилизирует) сигнала на выходе первой схемы 7 выборки и хранения, пропорциональное установившемуся значению магнитного гголя и сигнала на выходе датчика 4 магнитного поля.

Следующий импульс на первом выходе задающего генератора 5 и связанные с ним импульсы на втором и третьем выходах задающего генератора 5 повторяют цикл операций, в результате чего магнитное поле изменяется еще на один шаг. Периодическое повторение импульсов создает развертку магнитного поля. Линейность развертки не зависит от передаточной характеристики датчика 4 магнитного поля и характеристики генератора 3.

Положительный эффект достигается за счет осуществления в предлагаемо устройстве стабилизации магнитного поля в промежутках между возмущающими импульсами магнитного поля путем перевода после окончания возмущающих импульсов первой схемы выборки и хранения в режим выборки, а второ схемы вь1борки и хранения - в режим Хранения на время, достаточное для установления напряжения на выходе первой схемы выборки и хранения с заданной точностью.

74

Формула изобретения

Устройство развертки магнитного поля для спектрометрической аппаратуры, содержащее электромагнит с источ- НИКОМ питания, генератор развертки и датчик магнитного поля, задающий генератор, катушки возмущения магнитного поля, схему выборки и хранения, дифференциальный усилитель,причем первый выход задающего генератора соединен с катушками возмущения магнитного поля и с генератором развертки, а второй - с управляющим входом схемы выборки и хранения,датчик магнитного поля помещен в магнитное поле катушек возмущения и подключен к входу схемы выборки и хранения и к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого

подключен к выходу схемы выборки и хранения, а источник питания соединен с генератором развертки, отличающееся тем, что, с целью повьш ения стабильности магнитного

поля при сохранении высокой линейности развертки магнитного поля, дополнительно введена вторая схема выборки и хранения, а задающий генератор вьшолнен содержащим дополнительный

третий выход, причем выход дифференциального усилителя соединен с сигнальным входом второй схемы выборки и хранения, управляющий вход которой подключен к третьему выходу

задающего генератора, а выход соединен с источником питания электромагнита.

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано при изготовлении-спектр1ометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Цель изобретения - повышение стабильности магнитного поля при сохранении высокой линейности развертки магнитного поля. Отличительной особенностью изобретения является использование двух схем выбьр- ки и хранения для обеспечения высокой стабильности магнитного поля как в момент действия возмущающих импульсов магнитного поля, так и в промежутках между ними. 1 ил. (О (Л с эо 00 J |

Редактор А.Шандор

Составитель В.Майоршин Техред А.Кравчук

Заказ 2502/36

Тира:ж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская -наб., д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,А

Корректор Л.Патаи