Протонный магнитометр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/08 

(54) ПРОТОННЫЙ МАГНИТОМЕТР

I

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для исследования слабомагнитных аномалий магнитного поля Земли, в пределах (0,) 10 н Т.

Известен протонный магнитометр, состоящий из датчика с жидкостью, катушки поляризации, считывающей катушки, источника энергии поляризации, переключаюшей схемы поляризации, усилителя, полосового фильтра, ограничителя, дифференцируюшей цепи, умножителя, фазовращателя, схемы И, триггера, схемы управления и счетчика 1.

Недостатком известного устройства является невозможность синхронизировать включение умножителя частоты в нужный момент с сигналом прецессии.

Известен протонный магнитометр ЯМП-3, состоящий из датчика, усилителя-ограничителя, формирователя тока поляризации, счетчика, схемы управления, умножителя частоты, содержащего фазовый детектор, ключ, фильтр Н4, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты и схему ручной регулировки умножителя, позволяющей настраивать умножитель на центр полосы J ae|lжaния 2.

Основным недостатком известного магнитомеура является отсутствие надежной синхронизации момента включения умножителя с фронтом входного сигнала и, следовательно, длительный процесс включения умножителя, приводящий к сокращению времени измерения или увеличению длительности одного цикла измерения.

Наиболее близкий к предлагаемому магнитометр состоит из датчика, усилителяограничителя, фазового детектора,-фильтра

Q низких частот, управляемого генератора, делителя, триггера, регулятора величины тока в датчике, индикатора окончания тока в датчике, схемы включения тока поляризации и командного устройства 3.

Основным недостатком схемы является

5 отсутствие надежной синхронизации умножителя во всем диапазоне измеряемых полей из-за неточности ручной регулировки момента начала сигнала прецессии, а также отсутствие возможности получить большой коэффициент умножения (1000 и более) из-за неопределенности момента.появления сигнала, в особенности в верхней части диапазона измеряемых полей ввиду экспоненциальности переходного процесса

включения тока поляризации, что не позволяет осуществлять синхронизацию умножителя с точностью до единиц градусов, которая необходима при коэффициенте умножения 1000 и более и отсчетной точности прибора 0,1 нТ при циклах измерения 0,25 и менее.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

Указанная цель достигается тем, что протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные командное устройство, формирователь тока поляризации, датчик, усилитель-ограничитель, умножитель частоты выполненный в виде последовательно соединенных фазового детектора, фильтра низких частот, управляемого генератора и делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, а также счетчик, первым входом подключенный к выходу управляемого генератора, а вторым входом - ко второму выходу командного устройства, снабжен блоком управления делителем, первый вход которого соединен с выходом усилителяограничителя, второй вход - с третьим выходом командного устройства, а выход - со вторым входом делителя частоты.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит датчик 1, усилитель-ограничитель 2, умножитель 3 частоты, фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, управляемый генератор 6, делитель 7 частоты, счетчик 8, фор.мирователь 9 тока поляризации, командное устройство 10, блок 11 управления делителем.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения синхронизации момента включения умножителя 3 с фронтом входного сигнала и окончания времени счета на блок 11 управления делителем с командного устройства 10 поступает команда разрещения остановки, а с первым после команды положительным фронтом сигнала усилителя-ограничителя 2 производится остановка работы делителя 7 частоты, которая продолжается все время поляр изации. По окончании поляризации и переходных процессов, когда на выходе усилителя-ограничителя 2 вновь появляется сигнал, на

блок 11 управления делителем поступает команда окончания остановки и первым после команды положительным фронтом сигнала е усилителя-ограничителя 2 делитель 7 частоты вновь запускается, таким образом

в момент остановки в делителе 7 частоты запоминается информация о разности фаз между сигналом с усилителя-ограничителя 2 и сигналом делителя 7 частоты, которая хранится в нем в течение всего времени поляризации, т.е. времени выхода умножителя 3 из синхронизма, при включении же делителя частоты на следующем цикле импульс на выходе делителя 7 частоты появляется через время, соответствующее разности фаз на предыдущем цикле, с точностью

определяемой нестабильностью управляемого генератора 6 и инерционностью разомкнутой системы фазовой автоподстройки частоты.

Формула изобретения

Протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные командное устройство, формирователь тока поляризации датчик, усилитель-ограничитель, умножитель частоты, выполненный в виде последовательно соединенных фазового детектора, фильтра низких частот, управляемого генератора и делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, а также счетчик, первым входом подключенный к выходу управляемого генератора, а вторым входом - ко второму выходу командного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, он

5 снабжен блоком управления делителем, первый вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, второй вход - с третьим выходом,командного устройства, а выход .- со вторым входом делителя частоты.

цИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

5 3. Патент США № 3443207, кл. 324-5, 1969.