Квантовый м магнитометр Советский патент 1977 года по МПК G01R33/06 

Изобретение относится к магнитометрии, в частности к устройствам для измерения магнитных полей оптическими квантовыми магнитометрами, использующими Мг-сигнал, и предназначено для работы в условиях размещения датчиков на подвижной платформе.

Известен квантовый рубидиевый уИг-магнитометр с автоподстройкой частоты с помощью статической следящей системы, содержащий датчик, напряжение сигнала с которого подается на усилитель, фазоврап1;атель, фазочувствительный детектор, фильтр, предназначенпый для выделения постоянной составляющей сигнала той или иной полярности для управления варикапом, подстраивающим частоту радиогеператора, источник модуляционного сигнала, модулирующий измеряемое магнитное поле, а для индикации сигнала могут быть использованы вольтметр и частотомер 1.

Однако этот магнитометр обладает недостаточной точностью измерения.

Известен также квантовый Mz-магнитометр, содержащий последовательно соединенные магниточувствительный датчик, резонансный усилитель, фазовый детектор, высокочастотный генератор и преобразователь частота-аналог, а также генератор модулирующего сигнала, выходы которого подключены к первому входу магниточувствительного датчика, второй вход которого связан со вторым выходом высокочастотного генератора, к вторым входам фазового детектора и высокочастотного генератора.

Цель изобретения - новышенне точности измерения.

Это достигается тем, что предлагаемый квантовый Л12-магпптометр снабжен последовательно соединенными генератором низкой частоты и токозадающим резистором, а также

последовательно соединенным вторым резонансным усилителем, амплитудным детектором и вторым токозадающим резистором, причем последний и первый токозадаюпи1е резисторы подключены к третьему входу магнпточувствнтельного датчика, а вход второго резонансного усилителя подключен к выходу преобразователя частота-аналог.

На чертеже представлена функциональная схема квантового М -магнитометра.

Магнитометр содержит последовательно соединенные магниточувствптельный датчик 1, резонансный усилитель 2, фазовый детектор 3, высокочастотный генератор 4 и преобразователь частота-аналог 5, а также генератор модулпрующего сигнала 6, выходы которого подключены к первому входу магниточувствительного датчика 1, второй вход которого связан со вторым выходом высокочастотного генератора 4, к вторым входам фазового детектора

3 и высокочастотного генератора 4. Кроме того, магнитометр содержит последовательно соединенные генератор низкой частоты 7 и токозадающий резистор 8, а также иоследовательно соединенные второй резонансный усилитель 9, амплитудный детектор 10 и второй токозадающий резистор И. Токозадающие резисторы 8 и 11 подключены к третьему входу магниточувствительного датчика 1, а вход второго резонансного усилителя 9 подключен к выходу преобразователя частота-аналог 5.

Магнитометр работает следующим образом.

Сигнал с магниточувствительного датчика 1 подается на резонасный усилитель 2, выпрямляется фазовым детектором 3 и подается на управляемый по частоте высокочастотный генератор 4, ток с которого, подаваемый в высокочастотные кольца Гельмгольца магииточувствительного датчика 1, замыкает цепь обратной связи и осуществляет автоматическую настройку на резонанс. Частота резонанса фиксируется и измеряется преобразователем частота-аналог 5, управляемым генератором модулирующего сигнала 6.

Компенсация ориентационного светового сдвига обеспечивается подачей сигнала с преобразователя частота -а.налог 5 через последовательно. ..соеди.нйнные резонансный усилитель 9, амплитудный детектор 10 и токозадающий резистар И в квльца Гельмгольца магниточувствительног®-датчика 1, а также сигнала с генератора-низкой частоты 7 через резистор -8 в те же кольца Гельмгольца магниточувствительного датчика 1.

Формула изобретения

Квантовый Mz-магнитометр, содержащий последовательно соединенные магниточувствител ьный датчик, резонансный усилитель, фазовый детектор, высокочастотный генератор и преобразователь частота-аналог, а также генератор модулирующего сигнала, выходы которого подключены к первому входу магниточувствительного датчика, второй вход которого связан со вторым выходом высокочастотного генератора, к вторым входам фазового детектора и высокочастотного генератора, отличающийся тем, что, с целью повьпления точности измерения, он снабжен последовательно соединенными генератором низкой частоты и токозадающим резистором, а также последовательно соединенными вторым резонансным усилителем, амплитудным детектором и вторым токозадающим резистором, причем последний и первый токозадающие резисторы подключены к третьему входу магниточувствительного датчика, а вход второго резонансного усилителя подключен к выходу преобразователя частота-аналог.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Сб. «Геофизическая аппаратура. М., «Недра, вып. 48, 1972, с. 6.

2.Патент США № 3211994, кл. 324-5, 1965 - прототип.