Протонный магнитометр

 

405097

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗХ.1972 (№ 1779567/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 22.Х.1973. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 4,IV.1974

М. Кл. G 01v 3/14

Государственный комитет

Саввта Министров СССР на делам изобретений и атнрытнй

УДК 550,838(088.8) Авторы изобретения

М. М. Чиичевой, Б. 3. Юдовский, ж. Д. Дажук, Г. В. Дро

О. Г. Нагайник и В. А. Солдатенко

Заявитель

ПРОТОННЫЙ МАГНИТОМЕТР где

К 2_#_fO

7 т

Изобретение относится к устройствам, измеряющим напряженность магнитного поля Земли или околоземного пространства.

В известных протонных магнитометрах для получения измерения с точностью до 1 гаммы и получения результата измерения, выраженного в гаммах, |используются умножители частоты сигнала с последующим прямым измерением умноженной частоты цифровым частотомером. Интервал измерения, коэффициент умножения и номинальное значение частоты эталонного генератора в частотомере выбираются такими, чтобы получить числовой результат измерения в гаммах. Однако наличие умножителя частоты в таких устройствах вносит дополнительную погрешность в результат измерения.

Известны также протонные магнитометры, которые измеряют величину, пропорц иональную периоду сигнала прецессии, и IHe содержат ни умножителей частоты, ни схемы

ФАПЧ, Такие магнитометры включают в себя периодметр, содержащий счетчик целого числа N пер|иодов прецессии, счетчик числа и периодов эталонной частоты fp, укладывающихся на выбранном интервале измерения в

N периодов прецессии, и схему управления счетом. Однако в этих .магнитометрах результат .измерения не выражается в единицах поля и требует дополнительной обработки.

В предложенном протонном магнитометре отсутствуют дополнительные аналоговые преобразователи (умножители частоты, ФАПЧместного генератора), обеспечивается получе5 ние результата измерения в единицах магнитного поля без дополнительных аналоговых преобразователей и повышается точность измерения.

Это достигается подключением электронно10 го цифрового вычислителя к выходам счетчиков числа периодов прецессии -V, чис,та и периодов эталон ной частоты fp, укладывающихся на выбранном интервале измерения в

N периодов прецессии, входящих в период15 метр. К выходу вычислителя подсоединено устройство регистрации результатов измерения в цифровой форме.

Цифровой вычислитель содержит арифметическое устройство, выходной регистр и схе20 му управления вычислением, работающую по жесткой программе.

Цифровой вычислитель выполняет арифметическую вычислительную операцию над числами Л и и, например, по формуле

25 КМ

Ф и

405097

Составитель В. Караушин

Техред Л. Богданова

Корректор Н. Стельмах

Тираж 755 Подписное

Редактор И. Грузова

ЦНИИПИ Заказ 706/11 Тираж 2089

Типография, пр. Сапунова, 2 у — постоянная Лармора.

Погрешность цифрового вычислителя не зависит от отношения сигнал/шум при измерении периодметром, так как вычислитель оперирует с заполненными результатами измерсн ия. Эта точность может быть обеспечена достаточно высокой.

Операция вычисления проводится над запомненными результатами измерения, поэтому на время вычисления не требуется наличия сигнала прецессии, что является также полезным качеством.

Схема предложенного магнитометра показана на чертеже.

Датчик 1 магнитометра представляет собой катушку (индуктивность), заполненную рабочей жидкостью. Датчик соединен с многодиапазо нным резонансным усилителем 2, а усилитель — со схемой 3 поиска частоты сигнала прецессии и периодметром 4. Выходы периодметра связаны с входом цифрового электронного вычислителя 5, а выход вычислителя— с входом устройства б регистрации результатов измерения в цифровой форме, например с цифровым табло на люминесцентных свето вых диодах,,Программное устройство 7 магнитометра соединено со схемой 3 поиска сигнала прецессии и вычислителем 5.

Магнитометр работает следующим образом.

Сипнал прецессии, сформированный в датчике 1, подается на многодиапазонный резонансный усилитель 2, который отфильтровывает полезный сигнал на фоне шумов и помех. Выбор рабочего поддиапазона частот усилителя проводится с помощью схемы 3 поиска сигнала прецессии вручную или автоматически по команде программного устройства 7. Усиленный сигнал прецессии поступает на периодметр 4, который осуществляет счет числа периодов прецессии N и счет числа периодов и эталонной частоты fo, укладывающихся на интервале в N периодов прецессии, Запомненные значения чисел N и п из периодметра подаются на вычислитель 5 по

5 команде программного устройства 7, Вычислитель вычисляет значение магнитного поля по введенным в него значениям N, n и заложенному в его программу работы значению

10 К= — .

2вл

Результат вычисления, например, по формуле

15 КФ и в единицах поля (например, в гаммах) поступает из вычислителя в устройство б реги20 страции результатов в цифровой форме, откуда считывается оператором.

Предмет изобретения

Протонный магнитометр, содержащий дат25 чик, заполненный рабочей жидкостью, с катушкой поляризации и измерения, многодиапазонный усилитель сигнала прецессии, схему поиска частоты сигнала прецессии, программное устройство, цифровой периодметр, 30 устройство регистрации результатов измерения в цифровой форме, отличающийся тем, что, с целью получен|ия результата измерения, выраженного в единицах магнитного поля, между выходами цифрового периодметра

35 и устройством регистрации результатов в цифровой форме включен электронный цифровой вычислитель, содержащий арифметическое устройство, выходной регистр и схему управления вычислением с жесткой програм40 мой.