Устройство для измерения импульсного магнитного поля Советский патент 1992 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к технике магнитных измерений с помощью фер- рорезонансных приборов и может быть использовано в составе спектрометров ферромагнитного, ядерного Mai- нитного и других резонансов, для получения которых необходимо Mai- нитное поле напряженностью 10б - 108 Э.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений в заданном интервале напряженностей магнитного поля.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства, не содержащего соленоид 1, управляемый

источник 2 питания соленоида, ВЧ- генератор 3, генераторы 4,5 гармоник с феррорезонансными датчиками 6, 7, СВЧ-детекторы 8, 9, блок 10 регистрации индикации.

На фиг.2 изображены вид измеряемого магнитного поля (а) и связанные с ним выходные сигналы генераторов гармоник, на фиг.З - схема соленоида.

Устройство работает следующим образом.

Вначале производят калибровку устройства. При этом сигнал с ВЧ- генератора 3 поступает на два генератора 4 и 5 гармоник. У основного

4

СП 00

О

W

генератора Ь гармоник феррорезо- нансный датчик 7 находится вне рабочей зоны соленоида 1. У вспомогательного генератора 5 гармоник ферро- резонансный датчик 6 находится бочей зоне соленоида,в которую затем помещают исследуемый образец, В результате такого размещения ферро- резонансный датчик генератора Ц гармоник оказывается в более слабом поле, чем у генератора 5 гармоник, и сигнал на его выходе при разряде источника 2 через соленоид 1, т.е. при импульсном магнитном поле (фиг. 2,а), будет иметь вид, представленный на фиг,2,6, а на выходе генератора 5 гармоник - сигнал как на фиг.2,в, Далее сигналы с генератора k гармоник через детектор 8 поступают на первый вход блока 10 регистрации и индикации, а с генерал тора 5 гармоник через второй СВЧ- детектор 9 на другой вход блока 10. На третий вход блока 10 поступает сигнал ВЧ-генератора 3 В блоке 10 осуществляется обработка сигналов и определение Дс с4 - с5, где Л с разность по времени получения первой гармоники частоты ВЧ-генератора посл генераторов k и 5 гармоник.

По разности At и функциональной зависимости uf F(ht) в блоке 10 определяется fif и вводится в блок памяти, где и хранится. аписанный сигнал разности частот uf по команде оператора поступает в ВЧ-гене- ратор для коррекции его частоты. При этом частота ВЧ-генератора уменшается на Af, а в последующей математической обработке спектра это изменение не учитывают, т.е. принимается спектр вида 2,г, считая, что частота осталась без изменений на A f,

В режиме измерения устройство работает следующим образом.

Сигнал ВЧ-генератора 3 поступает в генератор k гармоник и далее чере СВЧ-детектор 8 на первый вход блока 10, на другой вход которого поступает сигнал с ВЧ-генератора для определения номера гармоник. При подаче команды оператора в источник 2 питания соленоида происходит его подключение к соленоиду и разряд накопительных элементов, при котором формируется импульс магнитного поля. Этот импульс перестроит фер-т

ол- й ле

17586134

рорезонансный датчик генератора гармоник и позволит получить сиг

5

0

5

налы, представленные на фиг.2,г. В блоке 10 при определении частоты соответствующей n-й гармоники не добавляется полученная ранее поправка uf n, в результате чего определяется мгновенное значение напряженности магнитного поля в рабочей зоне. Рабочая зона соленоида при этом может быть занята исследуемым образцом. При этом сигнал с измерительной аппаратуры от исследуемого образца может быть, как и в режиме калибровки, введен в блок 10 и после определения его положения относительно величины магнитного поля выведен на индикатор.

Технико-экономический эффект от предлагаемого устройства состоит в значительном увеличении производительности работы устройства и увеличения точности определения величины магнитного поля, при котором возник сигнал от исследуемого образца,

Формула изобретения

Устройство для измерения импульсного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные управляемый источник питания и соленоид, первый и второй феррорезонансные датчики, установленные соответственно в рабочей зоне соленоида и вне ее, высокочастотный генератор, первый и второй СВЧ-детекторы, а также блок регистрации и индикации, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам СВЧ- детекторов, отличающееся тем,что, с целью повышения точности и быстродействия измерений в заданном интервале напряженностей магнитного поля, в него введены первый и второй генераторы гармоник, первые входы которых подключены соответст - венно к первому и второму выходам

высокочастотного генератора, вход ко- которого подключен к первому выходу блока регистрации и индикации, третий вход которого подключен к третьему выходу высокочастотного генератора, при этом феррорезонансные датчики подключены соответственно ко вторым входам генераторов гармоник, выходы которых подключены соответственно ко входам СВЧ-детекторов.

Фиг. 3

Изобретение относится к способам магнитных измерений с помощью ферро- резонансных приборов и может быть использовано в составе спектрометров ферромагнитного, ядерного, магнитного и других резонансов, для получения которых необходимо магнитное поле напряженностью 10 -108Э. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений в заданном интервале напряженностей магнитного поля. Устройство содержит соленоид 1, управляемый источник 2 питания соленоида, ВЧ-генератор 3, генераторы 4,5 гармоник с феррорезонансными датчиками 6, 7i один из которых находится в рабочей зоне соленоида, а -г второй - вне ее, СВЧ - детекторы 8, 9 и блок 10 регистрации и индикации. Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает выработку за один цикл измерений 20-30 информационных CHI- налов, что не менее чем в 5 раз по сравнению с прототипом улучшает вероятностную оценку измеряемого ма:- нитного поля и на порядок увеличивает быстродействие измерений, 3 ил. (Л