Магнитометр Советский патент 1991 года по МПК G01V3/14 

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для магнитных измерений, и предназначено для использования при проведении измерений геомагнитного поля.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства с

Магнитометр содержит магниточувст- вительный блок 1, программное устройство 2, генератор 3 эталонной частоты, формирователь 4 меток, RS-триг- гер 5, счетчик 6 меток, периодомер 7 цифровой вычислитель 8, регистратор 9, дополнительный триггер 10, распределитель 11 импульсов, блок 12 управления памятью, буферное запоминающее устройство (ЗУ) 13о.

Магнитометр работает следующим образом.

В исходном состоянии RS-триггер 5 и дополнительный триггер 10, счетчик периодов эталонной частоты и счетчик периодов сигнала прецессии периодоме- ра 7, а также счетчик 6 меток находятся в нулевом состоянии Программное устройство .2 вырабатывае сигнал начала измерения, выходной сигнал магниточувствительного блока 1 устанавливав г RS-триггер 5 Б единичное состояние. Одновременно программное устройство 2 запускает формирователь 4 меток, который своим выходным сигналом устанавливает дополнительный триггер 10 в единичное состояние, разрешая прохождение сигнала с выхода генератора эталонной частоты 3 на вход счетчика периодов эталонной частоты периодомера 7t Ближайший, следующий за меткой, отрицательный фронт сигнала прецессии сбрасывает дополнительный триггер 10 в нулевое состояние, запрещая прохождение сигнала эталонной частоты. Триггер 10 запускает распределитель 11 импульсов. На выходе распределителя 11 импульсов вырабатываются две серии сдвинутых друг относительно друга импульсов. На выходе распределителя 11 импульсов, подключенного к входу буферного ЗУ 13, вырабатывается серия импульсов записи инфррмации поступающей на входы данных буферног ЗУ 13. На выходе, подключенном к пе- риодомеру 7, вырабатывается импульс, сбрасывающий в нуль счетчик периодов эталонной частоты периодопира 7 пог

0

5

5

0

л

0

5

0

5

ле окончания записи в буферном ЗУ 13, содержащейся на его выходах информации. После формирования необходимого числа импульсов распределитель 11 импульсов вырабатывает один импульс, который сбрасывает в нуль счетчик периодов эталонной частоты перчодомера 7. При формировании каждой метки этот процесс повторяется. Выходной сигнал формирователя 4 меток переключает счетчик 6 меток, коэффициент пересчета которого равен расчетному числу меток Ј, в интервале измерения. Это число хранится в памяти цифрового вычислителя 8. Сигнал переполнения счетчика 6 меток устанавливает на выходе RS-триггера 5 потенциал, при котором в момент поступления на вход сброса отрицательного фронта сигнала прецессии RS- триггер 5 перебрасывается в нулевое состояние, запрещая прохождение периодов сигнала прецессии. На этом этап подсчета числа периодов эталонной частоты между моментом прихода метки и фронтом сигнала прецессии и чигла ПРПИОДОВ сигн ала прецессии заканчивается, К этому моменту в буферном ЗУ 13 записана следующая ин- формаьич. Каждой i-й метке поставлено в соответствие число периодов эталонной частоты ДМ0складывающихся между меткой и ближайшим фронтом сигнала прецессии, и прошедшее с начала отсчета до соответствующей метки чис- по периодов сигнала прецессии nj, Посте записи последней серии отсчетов буферное ЗУ 13 вырабатывает сигнал, по которому цифровой вычислитель 8 начинает считывать информа- ц к, вырабатывая сигнал синхронизации после приема каждого байта. Сигнал синхронизации обеспечивает установку адреса для буферного ЗУ 13, обеспечивая таким образом прьем информации в цифровой вычислитель 8 в порядке, обратном процессу записи в буферное ЗУ 13 По скончании перезаписи информации в цифровой вычислитель 8 за- йанчив ется первая стадия процесса измерения значения индукции магнитного поля и начинается вторая стадия - вычпглениа значения этой ве- личшц по значениям накопленных отсчетов и содержащиеся в постоянной памяти цифрово с вычислителя 8 значениям период., следования, меток времени и чнслсз выборок. Цифровой вычислитель 8 вычисляет среднее значение периода сигнала прецессии Т, а затем вычисляет значение обратной величины периода, т.е. частоты сигнала прецессии, которая после умножения на коэффициент пропорциональности равна индукции в цифровом коде. Полученный результат записывается в регистратор 9„

Устройство позволяет уменьшить разрядность каждого остчетаДЫ; . Значение Д 1ч; не превышает числа периодов эталонной частоты, укладывающихся в одном периоде сигнала прецессии. Разрядность отдельных отсчетов, над которыми осуществляются операции пересыпок в буферное ЗУ 13 и затем в цифровой вычислитель 8, существенно мень162

ше разрядности выборки. Устройство позволяет также обеспечить запись отсчетов во внутреннюю память цифрового вычислителя 8 один раз за цикл измерения, тем самым освободить цифровой вычислитель 8 от прерываний в процес- се накопления отсчетов,

Уменьшение разрядности обсчетов и однократность прерывания цифрового вычисления для приема информации позволяет снизить погрешность отсчетов и сократить время на перезапись значений отсчетов во внутреннюю память цифрового вычислителя 8, что повышает его производительность и точност вычисления периода без уменьшения быстродействия . Формула изобретения

Магнитометр, содержащий магнито- чувствительный блок с частотным выходом, программное устройство, генератор эталонной частоты, формирователь. меток, счетчик меток, RS-триггер, пе- риодомер и цифровой вычислитель,

1622R j6

0

0

5

соединенный с регистратором, в котором программное устройство подключено своими выходами к входу магнито- чувствительного блока и первому входу формирователя меток, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, выход магнито- чувствотельного блока подключен к вхоДУ установки КЗ-триггера вход сброса которого соединен с выходом счетчика меток, который подключен своим входом к выходу формирователя меток, причем выход RS- триггера соединен с

5 первым входом периодомера, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а третий вход периодомера подключен к выходу магниточувствительного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит буферное запоминающее устройство (ЗУ), блок управления памятью, дополнительный триггер, распределитель,импульсов, причем последовательно соединенные буферное ЗУ и блок управления памя- . тыо включены между периодомсрок и цифровым вычислителем, блок управления памятью подключен вторым входом к второму ВЫХОДУ цифрового вычислителя, дополнительный триггер подключен первым входом к вьхсцу магниточувствительного блока, вторь.ч входом - к выходу формироват «j. i меток, а выходом - к четвертому входу периодомера и к первому вхору распределителя импульсов, подключенного вторым входом к выходу генератора эталонной частоты, первьм выходом

подключенного к пятому входу периодомера, вторым выходом - к третьему входу блока управления память к третьим выходом к второму вход буферного ЗУ,

5

Изобретение относится к геофизике, а именно к устройствам для магнитных измерений, и предназначено для использования при проведении измерений геомагнитного поля. Целъ изобретения - по зышение точности. Магнитометр содержит магнито-.уверительный блок с частотным выходек, программное устройство, эталонный генератор, формирователь меток, счетчик меток, RS- триггер, периодомер, цифровой вычислитель, соединенный с регистратором результгтов измерений, а также последовательно соединенные буферное ЗУ и блок управления буферной памяти, дополнительный триггер и распределитель импульсов Программное устройство подключено своими выходами к входу магниточувствительного блока и первому входу формирователя меток, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты. Выход магниточувствительного блока подключен к входу установки RS-триггера, вход сброса которого соединен с выходом счетчика меток, подключенного входом к ы /ходу формирователя меток. Выход RS-триггера соединен с первым входом периодомера, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а третий вход подключен к выходу магниточувствительного блока. Блок управления памятью подключен первым входом к выходу пе- , вторым входом - к второму выходу цифрового вычислителя. Дополнительный триггер подключен первым входом к выходу магниточ/вствьгель- ного блока, вторым входом к выходу формирователя меток, а выходом - к четвертому входу периодомера, и первому входу распределителя импульсов, подклю онного своим вторым входом к выходу генератора эталонной частоты, первым выходом - к пятому вхспу периодомера, вторым входом - к третьему входу Олока управления памяти и третьи. выходом - к второму гходу буферного ЗУ Отсчет числа периодов эталонной частоты и периодов прецессии внутри интервала измерения позволяет уменьшить на порядок погрешность отсчетов периодов эталонной частоты при снижении их разрядности на два порядка. Снижение раз; (дности отсчетов и их накопление в буферном ЗУ обеспечивают ускорение передачи информации в вычислитель и позволяют производить передачу один раз в цикле измерения, тем самым повысить точность измерения без снижения быстродействия. 1 ил , с S (Л о ю к 00 & й&