Цифровая магнитовариационная станция Советский патент 1981 года по МПК G01V3/40 

Изобретение относится к магнитометрИИ и .может найти гфименениев научных исследованиях и магнитной разведке полез ных ископаемых. Известен цифровой магаитовариацион- ный преобразователь, содержащий кварцевый магниточувс вительньй элемент (МЧЭ источник света, фотоэлемент и систему следящего аналого-ци4рового и цвфроаналогового преобразования 1j. Известна также цифровая магнитовариационная станция, основанная на использо вании кварцевого МЧЭ, содержащая ге нератор развертки, включенный в цепь отклсияющих колец, источник света, фотоэлектрический прибор, генератор тактовых импульсов и счетчики импульсов, управляющие входы которых связаны с фотоэлектрическим тфибором П. В известньк технических решениях из- мененне взаимного расположения источников света, фотоэлектрического прибора и МЧЭ рруг относительно друга, а также из менение параметров фотоэлектрического преобразователя приводят к взмененто ну-, левого уровня приборов, а спедовагвПЕ во, к возникновению погрешностей в взме рениях. Наиболее близким к изобретенвю техническим решением является цифровая магнитовариационная станция, которая содержит кварцевый ; МЧЭ с зеркалом и магнитом на кварцевых растяжках, огклс1няк щге кольца, генератор развертке, включенный в цепь отЕЛсйяюшвх колец, генератор тактовьк импульсов, счетчик вмпульсов, осветитель и фотоэлектрический прибор, расположенные за шелевой диафрагме, а также дополнительное зеркало, образующее с подвепкным з кааом кварцевого МЧЭ уголковый отражатель в положение нуль угла закручвванвя кварцевых . Достоннсгво данного устройства состоит в том, что иЬпопьзуемая в нем оптвче- екая схема позволяет устранять погрешность в измерениях, связанную с взаимным перемещением щелевсЛ диафрагмы вместе с осветвтелем в фотоэлектрическнм орвбо38eром относительно кварцевого МЧЭ. Однако при юстировке оптической схемы тре- буется достаточно точная ориентация щелевой дна(|рагмы параллельно оси вращения подвесного магнита кварцевого МЧЭ. Повороты диафрагмы относительно этого положения эквивалентны взаимному перемещению осветителя и фотоэлектрического прибора друг относительно друГа, что приводит к изменению нулевого уровня прибора и к погрешностям в измерениях напряженност и магнитного поля. Так, например, поворот щели на 1 приводит к эквивалентному взаимному смещению осветителя и фотоэлектрического прибора на 0,4 мм при расстоянии между ними в 2 см, что эквивалентно смещению нуля прибора на 8 нТ при цене деления 2О нТ/мм. Кроме того, временной сдвиг между передним фронтом импульса, возникающего на выходе фотоэлектрического прибора, и моментом прохождения магнита МЧЭ через нуль угла закручивания кварцевых растяжек, вследствие конечных размеров све- тового пятна, может изменяться при изменении параметров осветителя и фотоэлектрического прибора, что также приводит к погрешностям в измерении. Целью изобретени является повышение точности измерений при упрощении технологии изготовления и юстировки устройства. Поставленная цель достигается тем, что в цифровую магн и товар иац ионную стан- цтю, содержащую кварцевый магниточувствительный элемент на кварцевых растяжках с зеркалом, отклоняющие кольца, осветитель, фотоэлектрический прибор, генератор развертки, включенньгй в цепь отклоняющих колец, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и дополнительное зеркало. образующее с зеркалом магниточувствитального элемента уголковый отражатель в положении нуль угла закручивания , кварцевьсс растяжек, введены делитель, . частоты на два и коммутирующее устройство, первый вход котфого соединен с вькодом генератора тактовых, вторЬй вход - с вьйодом генератора тактовых им. пульсов через делитель частоты , управляемый вход коммутирующего устройства соединен с выходом фотоэлектрическо го прибора, а выход - с входом счетчика импульсов.. На чертеже изображена структурная схема ци4чзовой магнитрвариацяонной сганЦН0, включающей в себя фотоэлектрический i4 прибор 1, оптически связанный светом осветителя 2 с Дополнительным зеркалом 3 и магнитоиндикаторным зеркалом 4 М.ЧЭ 5, образующими уголковый отражатель в положении нуль угла закручивания квар«евых растяжек, на которьк подвешено зеркало 4 с магнитом 6. Выход генератора 7 тактовых импульсов (ГТИ) соединен с управляющим входом управляемого генератора 8 линейно изменяющегося тока, первым входом коммутирующего устройства 9 и вторым входом устройства 9 через делитель частоты на два 10. Управляемый вход коммутирующего устройства 9 соединен с выходом фотоэлектрического прибо.ра 1, а выход - со входом счетчика импульсов 11. Выход генератора 8 соединен с входом отклоняющих колец 12,в магнитном поле KOTqjbix находится подвесной магнит 6 МЧЭ 5. Осветитель 2 и фотоэлектрический прибор 1 находятся в фокалькой плоскости положительной линзы 13 МЧЭ 5. Устройство работает следующим образом, Импульс с первого выхода ГТИ 7 поступает на вход генератора 8 одновременно со второго выхода ГТИ 7 импульсы с частотой f поступают на вход счетчика 11 через коммугирующее устройство 9. Линейно нарастающий ток с выхода генератс а 8 проходит через отклоняющие кольца 12 и создает внутри этих колец линейно изменяющееся по величине магнитное поле, котсрое вращает магнит б с закрепленным на нем зеркалом 4 МЧЭ 5. Свет осветителя 2, проходящий через положительную линзу 13 на индикаторное 4 и дополнительное 3 зеркала МЧЭ и ог раженный ими обратно на линзу 13, -фокусируется в фокальной плоскости в два идентичных световых пятна, расположенных симметрично относительно осветителя 2.При вращении индикаторного зеркала 4 МЧЭ световые пятна движутся наI встречу орут другу. I- Если фотоэлектрический прибор 1 сдвинут относительно осветителя 2 на угол, меньший половины углового размера све „ сначала на фотоэлектрический прибор 1 попадет ближайшее к нему световое пятно, в результате чего возникает электрический импульс, передний 4ронт которого с выхода фотоэлектрического прибора попадет на вход коммутирующего устройства 9, которое подключит к / счетному входу счетчика 11 вместо частоты f частоту с вьссода делителя час5853581«

тогы lO. Задаий фронт импупьса на выхо- ческих элементов усгрсЛства уменьшаег де фотоэлекгрического прибора, соогвегстт , трудоемкость вастройкн к юстировки уст- вующнй моменту схода второго светового пятна с фотоэлектрического прибора, останавливает счет на счетчике 11, Если фотоэлектрический прибор 1 сдвинут относительно осветителя 2 на угол, б ольший половины углового размера светового пятна, то на выходе фотоэлектрического прибора возникнут два электрических импульса, соответствующих прохождению По рабочей Поверхности фотоэлектрического прибора первого и второго световых пя тен. В этом случае коммутирующее устройство 9 работает таким образом, что по переднему фронту электрического импульса обусловленного прохождением через фотоэлектрический прибор первого светового пятна, оно подключает к счетному входу счетчика 11 вместо частоты F 4acTOTyf/2 с выхода делителя частоты Ю, а задним фронтом второго импульса, соответствующего сходу второго светового пятна с фотоэлектрического прибора, коммутирующее устройство 9 останавливает счет на счетчике 11. В устройстве уменьшение влияния дрейфа электрических и геометрических параметров устройства на точность измерения достигается тем, что используется симметрия и идентичность двух световых пятен, проходящих через одно фотоэлектрическое устройство за малый промежуток времени {меньще 0,1 с, за который электрические и геометрические параметры элементов устройства практически не изменяются. деленин интервала времени между передним фронтом первого импульса и задним фронтом второго импульса пополам, погрешности, связанные с дрейфом, взаимно исключаются, поскольку полученный момент времени соответствует моменту про хождения магнита МЧЭ через нуль угла закручивания кварцевых растяжек. 1фоме тото, снижению требований к геометрии взаимного расположения оптирсЛства, . Предложенное техническое решение позволяет исключить щелевую диафрап 1у и в качестве источника света использовать светящуюся нить, а следовательно, снизить энергопотребление без снижения точности измерений. Формула изобретения Цифровая магнитовариационная станция. содержащая кварцевый машиточувствительный элемент с зеркалом и магнитом на кварцевых растяжках, отклоняющие кольца, осветитель, фотоэлектрический прибор, ге-; нератор развертки, включенный в цепь отклоняющих колец, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и дополнительное зеркало, образующее с зеркалом магниточувствительного элемента уголковый отражатель в положении нуль угла закр;чивания кварцевых растяжек, о т л в Чаюшаяся тем, что, с целью повышения точности измерений при упрощении технологии изготовления и юстировки, в нее дополнительно введены делитель частоты на два и коммутирующее устройство, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов через делитель частоты на два, управляемый вход коммутирующего устройства соединен с выходом фотоэлектрического прибора, а выход - со входом счетчика Еплпульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ABTqpcKoe свидетельство СССР № 577495, кп.G О1 V З/ОО, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 5774О6, кл.(3 О1 V З/ОО, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР№ 637691, кл. Q О1 V З/ОО, 1977 (прототип).