ВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01V3/14 

1

Изобретение относится к области гоф-изических магнитных исследований, а именно к преобразованию выходного сигнала датчика ядерно-прецессионного магнитометра в цифровой код.

Известны ядерно-прецессионные магнитометры с 3vieKTpoHnbiMn счетчиками, работающие по принципу счета числа периодов эталонной частоты за время протекания определенного количества периодов ядерной прецессии, содержащие генератор эталонной частоты, схему совпадений, счетчики и регистр. Один из счетчиков пересчитывает заданное число периодов ядерной прецессии и формирует временной интервал, в течение которого частота эталонного генератора проходит через схему совпадений на другой счетчик. По окончании этого временного интервала цифровой код с последнего счетчика переписывается в выходной регистр. Число, зафиксированное на этом регистре, является цифровым кодом длительности периода ядерной прецессии.

Для получения выходного результата в единицах напряжепности магнитного поля, т. е. в значениях, обратно пропорциональных длительности периода ядерной прецессии, используют известные делительные устройства, содержащие сумматор, регистры сдвига, схемы сравнения и регистры для хранения результатов промежуточных операций. Однако известные делительные устройства громоздки и сложны. Цель «зобретепия - упрощение и повышение надежности устройства для преобразования выходной информации датчика ядернопрецессиопного магнитометра в цифровой код. Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве счетчик периодов эталонной частоты выполнен реверсивным и соединен со счетчиком периодов ядерной прецессии и со схемой совпадений через коммутатор. Знаковый разряд реверсивного счетчика соединен с выходным регистром, второй вход которого подключен к коммутатору.

С помощью реверсивного счетчика и коммутатора реализуют известный метод деления без восстановления остатка, причем делитель НС хранится, а заводится в реверсивный счетч-ик благодаря многократному повторению процесса измерения длительности определенного числа периодов ядерной прецессии.

Блок-схема устройства преобразования приведена на чертеже.

Схема / совпадений соединена с генератором 2 эталонной частоты и со счетчиком 3 периодов ядерной прецессии, вход которого соединен с выходом ядерно-прецессионного магниточувствительного датчика (МЧД). Схема совпадений и счетчик числа периодов ядерной прецессии соединены с входами коммутатора 4, одна группа выходов которого соединена со счетными входами первых i разрядов реверсивного счетчика 5, вторая группа выходов- с грзпной входов выходного регистра 6, соединенного также со знаковым разрядом реверсивного счетчика 5.

Работает устройство преобразования следуюндим образом.

Во время каждого цикла работы ядернопрецессионного магнитометра осуществляются поляризация рабочего вещества датчика и преобразование частоты ядерной прецессии, причем преобразование частоты осуществляется в пределах одного цикла. Процесс преобразования частоты начинается с установки счетчиков в начальное состояние. Счетчик 3 периодов ядерной прецессии устанавливается в нулевое состояние, а в реверсивный счетчик 5 записывается определенное число. Это число зависит от коэффициента пропорциональности между величиной магнитного поля и частотой ядерной прецессии, от заданного числа периодов ядерной прецессии, в течение которого подсчитывается число периодов эталонной частоты, и от эталонной частоты. Знаковый разряд реверсивного счетч-ика 5 устанавливается в нулевое состояние. Устройство преобразования работает отдельными тактами, за время каждого из которых определяется одна цифра результата. В каждом такте счетчик 3 пересчитывает заданное число периодов ядерной прецессии и формирует временной интервал, равный длительности заданного числа иериодов ядерной прецессии. С выхода счетчика 3 на схему 1 совпадений поступает разрешающий сигнал, и импульсы от генератора этало ной частоты проходят через схему совпадений на коммутатор 4 и далее на вход старшего (г-го) из группы младщих разрядов реверсивного счетчика 5. Включение реверсивного счетчика 5 на сложение или вычитание определяется состоянием знакового разряда (ЗН) этого счетчика. При нулевом состоянии знакового разряда счетчик 5 работает на вычитание, а при единичном - на сложение.

Так как перед началом преобразования знаковый разряд реверсивного счетчика 5 установлен в нулевое состояние, то в первом такте из числа, записанного перед началом преобразования, вычитается число импульсов генератора эталонной частоты, пришедшее за время заданного числа периодов ядерной прецессии. После окончания вычитания через коммутатор 4 в старщий разряд выходного регистра 6 заносится единица, если знаковый разряд реверсивного счетчика 5 находится в нулевом состоянии, и нуль, если в единичном состоянии. Перед началом следующего такта выход коммутатора 4 подключается к счетному входу следующего младшего (i-1)-го разряда реверсивного счетчика 5, причем реверсивный счетчик включается на сложение или вычитание, как описано выше.

Во втором и в последующих тактах из числа, оставшегося в реверсивном счетчике после предыдущего такта, вычитается или к нему добавляется число импульсов генератора эталонной частоты за время прохождения заданного числа периодов ядерной прецессии; по окопчании вычитания или сложения в соседний со старшим и в последующие младщие разряды выходного регистра 6 записывается нуль или единица в зависимости от состояния

знакового разряда реверсивного счетчика 5. Перед началом каждого такта выход коммутатора 4 подключается к счетному входу следующего младшего разряда реверсивного счетчика 5. После определения состояния самого младшего разряда выходного регистра 6 процесс преобразования частоты ядерной прецессии заканчивается.

Описанная последовательность операций, включающая сдвиг делителя перед вычитанием (сложением), изменение вида операции (вычитание или сложение) и определение цифры результата в зависимости от знака результата операции в данном такте, представляет собой алгоритм деления без восстановления остатка. Исиользование для реализации этого метода деления реверсивного счетчика и коммутатора и представление делителя в числоимпульсном коде позволяет построить простое н надежное устройство преобразования выходной информации датчика ядерно-прецессионного магнитометра в цифровой код. Выходной результат пропорционалеп величине напряженности поля.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования выходной информации датчика ядерно-прецессионного магнитометра в цифровой код, содержащее счетчик периодов ядерной прецессии, генератор эталонной частоты, схему совпадений, соединенную со счетчиком периодов ядерной прецессии и с генератором эталонной частоты, счетчик периодов эталонной частоты и выходной регистр, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, счетчик

периодов эталонной частоты выполнен реверсивным и соединен со счетчиком периодов ядерной прецессии и со схемой совпадений через коммутатор, который подключен к выходному регистру, соединенному со знаковым разрядом реверсивного счетчика.

EHIh