Устройство для измерения вариаций магнитного
О Il И С А Н И Е 37990!
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 17.XI,1971 (№ 1716017/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 20.1Ч.1973. Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 1.Х.1973
М. Кл. G 01ч 3 00
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 550.838(088.8) Автор изобретения
В. И. Одинцов
Специальное конструкторское бюро физического приборостроения
Института земного магнетизма ионосферы и распространения радиоволн АН СССР
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГО
ПОЛЯ
Йзобретение отйосится к области геофизики и может быть использовано для измерения магнитных полей, при магнитных исследованиях и магниторазведке.
Известен квантовый, вариометр, состоящий из магниточувствительного датчика (МЧД), генератора эталонной частоты, формирователя времени счета и селектора со счетчиком.
Частота, процессии в течение времени счета поступает через селектор на вход счетчика импульсов. При соответствующем выборе длительности, времени счета число и мпульсов, зафиксированное счетчиком, равно напряженности магнитного поля в данный момент времен и и может быть выражено непосредственно в единицах измерения напряженности магии гного".поля.
Разрешающая способность таких устройств прямо пропорциональна времени счета. Повышени е разрешающей способности ведет к сн ижению быстродействия и н аоборот. Это особенно нежелательно при исследованиях короткопериодных вариаций магнитного,поля, так как известно, что амплитуда вариаций быстро уменьшается с уменьшением их периода.
Цель изобретения — повышение разрешающей слособности квантового вариометра чри одновременном увеличении его быстродействия.
В предлагаемом устройстве для измерения вариаций магнитного поля (вариометре) цель достигается путем разнесения во времен и процессов выделения вариацией и их из5 мерения за счет дополнительного интегратора, включенного на выходе селектора и управляющего .процессом поступления импульсов эталонного генератора на вход счетчика вариаций.
10 На фиг, 1,показана блок-схема вариометра; на фиг. 2 приведены эпюры сигналов в различимых точках схемы.
Устройство состоит из интегратора 1 вариаций, формирователя 2 времени счета и се15 лектора 8, один вход которого соединен с генератором 4 эталонной частоты, а на выходе включен счетчик 5 вариаций. Интегратор вариаций соединен либо с источником б опорного напряжения, либо с выходом интеграто20 ра 7 периода коммутатором 8, который управляется селектором 9 временных интервалов. Входы селектора временных интервалов соединены в свою очередь с выходами магниточувствительчого датчика 10 и формиро25 вателя 11.времени измерения.
Работает устройство следующим образом.
Выходной сигнал от МЧД 10 в виде последовательности импульсов частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля
30 в исследуемой точке, поступает на вход се379901 лектора 9 временных интервалов, на второй вход которого подается сигнал с формирователя 11 времени измерения. Длительность сигнала формирователя задает время измерения. Формирователь времени измерения преобразует сигналы от генератора эталонной частоты, формируя из них импульсы определенной длительности.
Выделенные селектором временных интервалов интервалы времени t< и t2 (фиг. 2, а) поступают на управляющий вход коммутатора 8 напряжений, который в эти интервалы времени подключает источник б опорного н апряжения к входу интегратора вариацией. Таким образом на выходе интегратора вариаций за время измерения Т„,.„. (фиг. 2,б) формируется н апряжение у 1о (+t) (1) "в где U, — опорное напряжение, т, — постоянная времени интегратора вариаций.
На выходе интегратора 7 периода за время измерени я T„„,, формируется н апряжение
Uò=— (2) тт
Ur t,. в
U,= где 4 — время интегрирования.
Совместное решен и е уравнений (1), (2), (3) дает т. 1+ 2
Считая, что частота .генерации МЧД меняется со временем пропорционально вариациям магнитного поля, для двух соседних измерений можно записать
At
Atх= †. т
Т (4) где Т вЂ” усредненное значение периода сигнала от МЧД за время измерения, тт —,постоянная времени интегратора периода.
По окончании времени измерения вход интегратора периода отключается, а на вход интегратора вариаций при помощи коммутатора 8 н апряжений подключается выходное напряжение интегратора периода. Интегрирование напряжения U .происходит до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора вариаций не станет равным нулю. Следовательно, где At — изменение суммы 4+4 за время между двумя измерениями;
Л4 — изменение времени интегри рования.
5 Переходя от временных интервалов к частоте в формуле (4), можно получить
At„= Д/..т„„, т. (5)
Таким образом, формула (5) .показывает, 10 что длительность временного интервала At прямо пропорциональна изменению частоты на выходе МЧД, т. е. вариации магнитного поля. Этот временный интервал At„ выделяется формирователем 2 времени счета и по15 дается на селектор 8, управляющий посту плением (фиг. 2,в) импульсов генератора эталон ной частоты mB вход счетчика 5 вариаций.
Число N, зафиксированное на счетчике, равно
N = 4 At„=Af.fo .7 -. -т = а где ЛН вЂ” вариация магнитного поля, fp — эталонная частота, 25 6 — разрешающая способность, Время измерения равно
ЛО 1 /1-.о т о А Уо т
3Q А — гиромагнитное отношени е, и по сравнению с обычными методами может быть уменьшено в 4 тт раз при сохранении той же разрешающей способности, 35 Предмет изобретения
Устройство для измерения вариаций магнитного поля, содержащее магниточувствительный датчик, генератор эталонной часто4Q ты, формирователь времени счета, селектор, источник опорного напряжения, коммутатор н апряжения и счетчик вариаций, отличаюи4ееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности и быстродействия, в
45 и его введены интегратор вариаций, формирователь времени измерения, селектор временных интервалов m интегратор периода, причем вход интегратора вариаций соединен с источником опорного напряжения и интегра50 тором периода через коммутатор н апряжений, управляющий вход которого через селектор временных интервалов соединен с магниточувствительным датчиком и формирователем времени измерения, а счетчик вариаций
55 подключен к генератору эталонной частоты через селектор, управляемый формирователем времени счета.
379001 г
Фиг 2
Составитель Л, Байдакова
Редактор И. Мельниченко Техред Т. Миронова Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод
Заказ 2565/3 Изд. № 1686 Тираж 755 Подписное
ЦНИИП1Л Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
