Способ измерения углов склонения и наклонения магнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01V3/00 

Изобретение относится к магнитометрии, точнее к методам измерений пространственного положения вектора магнитного поля, и предназначено для определения yi- лов склонения и наклонения этого вектора.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующая способа измерения углов склонения и наклонения.

Устройство содержит генератор 1 возбуждения лампы, спектральную лампу 2, фильтр-поляроид 3, ячейку с Не 4, радиочастотный генератор 5. фотодетектор 6, узко- полосный усилитель 7, фазометр 8, генератор 9, фазовращатель 10 и катушки Гельмгольца 11, 12 и 13. В данном способе измеряют разность фаз между сигналом магнитного резонанса и опорным сигналом, при этом измерения фаз разности осущестсл

С

вляют при наложении вращающегося магнитного поля первоначально в горизонтальной, а затем в вертикальной плоскостях.

Квантовый магнитометр с оптической накачкой атомов гелия помещается в однородное стабилизированное магнитное поле, создаваемое катушками Гельмгольца большого диаметра и жестко крепится к одно- плоскостному гониометру так, чтобы оптическая ось магнитометра находилась в плоскости вращения Изменение направления магнитного поля осуществляют вращением квантового магнитометра в горизонтальной плоскости с отсчетом углов по шкале гониометра. Угол относительно вертикали устанавливается креплением магнитометра на плоскости с известным углом наклона. Непосредственно у резонанс- ноп ячейки размещались ортогональные, модулирующие поле катушки Гельмгольца

О 01

о

N 00

to

малого диаметра, оси которых точно совпадали с осями системы координат XYZ. Ось катушек XX совпадала с оптической осью магнитометра.

На первом этапе измерений частота опорного генератора расстраивается от частоты магнитного резонанса на величину, при которой сигнал резонанса на первой гармонике частоты модуляции (120 Гц) максимален, а катушки переключаются таким образом, что модулирующее поле было линейной поляризации. При этом фазометр измеряет систематический сдвиг фазы сигнала в приемном тракте относительно опор- ного сигнала с выхода генератора модуляции. Этот сдвиг затем учитывается, Далее включаются только лишь две пары горизонтальных ортогональных катушек и проводятся повороты магнитометра в плоскости горизонта на угол р относительно фиксированного направления по гониометру, одновременно снимаются показания фазометра. Отсчеты углов склонения рпо фазометру и гониометру точно равны друг другу.

Для измерения угла наклонения в при фиксированном р включаются дье парь, вертикальных ортогональных катушек и отключаются горизонтальные, при этом оптическая ось магнитометра фиксировалась относительно вертикали. Угол в рассчитывают по формуле

0 arctg (tgQ/cos p), где Q - показания фазометра.

Формула изобретения

Способ измерения углов склонения и наклонения магнитного поля, включающий

воздействие на рабочее вещество магнито- резонансного магнитометра исследуемого постоянного магнитного поля и вспомогательного вращающегося магнитного поля, создаваемого с помощью опорного сигнала

и двух пар ортогональных катушек Гельм- гольца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, на рабочее вещество воздействуют дополнительным вспомогательным вращающимся магнитным полем, причем вращение двух вспомогательных магнитных полей осуществляют поочередно в двух взаимно ортогональных плоскостях, измеряют разности фаз между сигналом магнитного резонанса на частоте

вращения вспомогательных полей и опорным сигналом, подаваемым в соответствующую пару ортогональных катушек Гельмгольца, при этом величину угла склонения определяют по величине разности

фаз между опорным сигналом и сигналом магнитного резонанса при вращении вспомогательного магнитного поля в горизонтальной плоскости, а величину угла наклонения вычисляют по величине разности фаз между опорным сигналом и сигналом магнитного резонанса при вращении вспомогательного магнитного поля в вертикальной плоскости и измеренной величине угла склонения

Изобретение относится к магнитометрии, а именно к методам измерения пространственного положения вектора магнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерений Формируют вспомогательные модулирующие резонансные условия магнитные поля, поочередно вращающиеся в двух взаимно ортогональных плоскостях, измеряют разность фаз между сигналом магнитного резонанса на частоте вращения вспомогатепьного поля и опорным сигналом, по ее величине судят о углах склонения и наклонения магнитного поля 1 ил.