Патент ссср 425149

 

(п1 425!49

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.01.72 (21) 1739790/26-25 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 24.09.74 (51) М. Кл. G 01v 3./14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК, 550.838(088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Вовненко (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро физического приборостроения

Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР (54) КВАНТОВАЯ МАГНИТНАЯ ВАРИАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к области геофизики, а именно к устройствам для измерения вариаций магнитных полей при геофизических исследованиях и геологоразведке, Известна квантовая магнитная вариационная станция, содержащая датчик, формирователь времени счета, селектор поля, счетчик поля и кварцевый генератор.

Высокая чувствительность достигается двумя способами, первый из которых основан на увеличении времени измерения частоты сигнала, что приводит к уменьшению быстродействия прибора и, следовательно, ограничивает его применение при измерении коротко-периодных вариаций магнитного поля.

Второй способ основан на принципе умножения частоты сигнала и обеспечивает одновременно с высокой чувствительностью и высокое быстродействие прибора.

Однако известная станция оснащена датчиком опорных частот со схемой автоматического переключения и широкополосного умножителя частоты, которые сложны в изготовлении, настройке, а главное, не могут быть выполнены на серийных элементах цифровой техники в микромодульном исполнении.

Цель изобретения — упростить конструкцию, технологию изготовления и настройку магнитовариационной станции при сохранении быстродействия и чувствительности ее.

Это достигается тем, что в станцию введены три схемы совпадения со счетчиками, соединенными между собой через дешифраторы состояния, выходы которых включены на фор5 мирователь времени измерения, который соединен с селектором поля, а управляющие входы схем совпадения подключены к схеме управления, соединенной с датчиком и формирователем времени счета, причем один из

10 счетчиков соединен со схемой совпадения через делитель.

Сущность изобретения заключается в том, что выделяется временной интервал, пропорциональный вариациям магнитного поля, уве15 лцчивается в и раз и в дальнейшем используется для определения времени измерения частоты прецессии от магниточувствительного датчика (МЧД).

На чертеже приведена блок-схема предла20 гаемой магнитовариационной станции.

Выход МЧД 1 соединен с селектором поля

2 и через делитель 3 со схемой управления 4.

Другой вход схемы управления соединен с формирователем времени счета 5, а к выходу

25 подключены схемы совпадения 6 н 7, соединенные с входами соответствующих счетчиков

9 и 10, а схема совпадения 8 подключена к счетчику 1 через делитель 12. На выходе счетчиков 9 и 10 включены дешифраторы со30 стояния 13 и 14, другие входы которых сое425149

50 динены с выходами счетчика 11. Выходы дешифраторов подключены к формирователю времени измерения 15, управляющему селектором поля 2. Селектор поля 2 подключает датчик 1 непосредственно к счетчику поля 16.

Управляющие входы схем совпадения 6, 7 и 8 и формирователь времени счета 5 подключены к кварцевому генератору 17. Кроме того, выход дешифратора состояния 13 подключен к схеме управления 4.

Работа устройства происходит следующим образом.

Выходной сигнал от МЧД 1 в виде последовательности импульсов с частотой сигнала прецессии, пропорционального напряженности магнитного поля, поступает на вход делителя частоты 3 с коэффициентом деления К. Причем коэффициент деления К выбирается из следующего соотношения

К ==

А/изм где А — гиромагнитное отношение датчика;

4зм — время измерения, задаваемое с помощью формирователя времени счета 5.

С выхода делителя сигнал поступает на вход схемы управления 4. Одновременно с блока формирователя времени счета на другой вход схемы управления поступает сигнал времени счета. Управляющий сигнал со схемы управления 4 в виде временного интервала

t +Т открывает схему совпадения 6. Этот временной интервал с дискретностью кварцевого генератора 17 фиксируется в счетчике 9.

После окончания времени счета схема управления вырабатывает сигнал с временным интервалом (, который открывает схему совпадения 7. В счетчике 10 этот временной интервал 1з фиксируется также с помощью сигналов кварцевого генератора 17. Код, зафиксированный счетчиками 9 и 10, подается на дешифраторы состояния 13 и 14. По окончании измерения времени 4 схема управления включает схему совпадения 8. Частота генератора

17 через делитель частоты 12 поступает на вход счетчика 11. Коэффициент деления счетчика 12 выбирают из условия необходимой чувствительности прибора. Счетчик 11 заполняется в несколько раз медленнее, чем счетчики 9 и 10. По мере заполнения наступает

30 момент совпадения кода в нем с кодом, записанным в счетчике 10; на выходе дешифратора 14 вырабатывается импульс, который открывает селектор поля 2, и сигнал с датчика поступает на вход счетчика поля 16.

При дальнейшем заполнении счетчика 11 код, записанный в нем, совпадает с кодом счетчика 9. Дешифратор состояния 13 включает формирователь 15 и подает команду в схему управления на выключение схемы совпадения 8. Формирователь 15 закрывает селектор поля 2, и сигналы с датчика не поступают на вход счетчика поля 16.

Таким образом происходит вычитание временного интервала t> из интервала 11+Т с одновременным умножением их разности за счет делителя 12. Умноженный разностной временной интервал пропорционален изменению частоты прецессии от МЧД. С изменением вариаций указанный интервал изменяется, увеличивается при увеличении частоты прецессии и уменьшается при уменьшении (в пределах ширины диапазона) .

Таким образом, высокая чувствительность прибора получается не за счет увеличения гиромагнитного отношения сигнала, а за счет жесткой связи вариаций частоты с временем включения селектора поля, т. е. при небольшом изменении входной частоты, поступающей с МЧД, изменяется в ту же сторону и время счета этой частоты.

Предмет изобретения

Квантовая магнитная вариационная станция, содержащая датчик, формирователь времени счета, селектор поля, счетчик поля и кварцевый генератор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, упрощения конструкции, технологии изготовления и настройки, в нее введены три схемы совпадения со счетчиками, соединенными между собой через дешифраторы состояния, выходы которых включены на формирователь времени измерения, который соединен с селектором поля, а управляющие входы схем совпадения подключены к схеме управления, соединенной с датчиком и формирователем времени счета, причем один из счетчиков соединен со схемой совпадений через делитель.

425149

Составитель Л. Байдакова

Техред Е. Борисова

Корректор Л. Орлова

Редактор О. Степина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2800/10 Изд. № 746 Тираж 678 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5