Способ измерения амплитуды переменного магнитного поля

 

О П И С А Н И E,;,ö 5О4995

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.10.72 (21) 1839602/26-25 с присоединением .заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 29.06.76 (51) М. Кл г G 01V 3/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 538.3(088 8) (72) Автор изобретения

А. П. Наумов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Способ измерения магнитного поля может применяться в геологоразведке, в радиоизмерениях и метрологических исследованиях.

Известен способ измерения амплитуды переменного магнитного поля (АПМП) квантовым магнитометром. Известный способ измерения АПМП основан на наблюдении магнитного резонанса при облучении ячейки поглощения магнитометра радиополем в направлении, перпендикулярном действию измеряемого поля и оптического луча возбуждения. Существенно для известного способа то, что частота внешнего генератора, индуцирующего резонанс, модулируется с частотой, близкой к измеряемой. Известный способ измерения

АПМП сложен, а в некоторых случаях, при использовании рабочих веществ в магнитометрах, не обладающих линейным коэффициентом преобразования (например, изотопы калия, рубидия), возможны значительные погрешности измерений от наблюдающихся «ложных» резонансов.

Цель изобретения — повышение точности измерений АПМП при максимально возможной технической простоте и автоматизации процесса.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу на ячейку поглощения с рабочим веществом, находящуюся в известном постоянном магнитном поле Вс и соответствующем ему резонансном радиополе с частотой ас — — уВс, а также и в измеряемом магнитном поле В, накладывается попеременно согласное, а затем противодействующее по отноше5 нию к Вс дополнительное постоянное магнитное поле ЛВс, соответствующее максимальной и минимальной частотам отклонения собственной частоты прецессии спинов в суммарном поле. Моменты соответствия могут точно фик10 сироваться на фотодетекторе (по узлам биений). АПМП определяется из полусуммы этих дополнительных полей очень точно. Погрешность измерения предлагаемым способом не превосходит 0,1 ширины линии магнитного

15 резонанса при неизменной АПМП.

На чертеже показан квантовый магнитометр, реализующий предлагаемый способ.

20 Он включает в себя преобразователь (датчик) обычного М,-магнитометра 1, нуль-индикатор 2 (осциллограф), генератор 3 стабильной радиочастоты и источник 4 дополнительного постоянного магнитного поля ЛВс.

После включения и прогрева аппаратуры настраивают генератор радиополя на основной резонанс, соответствующий постоянному магнитному полю Вс, при этом наблюдаются

30 нулевые биения с периодом /гй (где Й—

504995

Формула изобретения

)+ABoI+ I — о I д

Составитель В. Одинцов

Техред М, Семенов

Корректор 3. Тарасова

Редактор Е, Караулова

Заказ 1304i8 Изд. Ко 1277 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 частота измеряемого поля) . Увеличивая постоянное поле с помощью источника 4, можно добиться того, что биения попарно сходятся и период их повторения становится T= 1/Q. При этом частота озв генератора 3 соответствует частоте минимального отклонения, В этот момент производится измерение дополнительного постоянного магнитного поля +ЛВо. Уменьшая далее постоянное поле и вновь добиваясь появления нулевых биений с периодом 1/Q, производят измерение дополнительного магнитного поля — ЛВо. Полусумма этих значений равна амплитуде измеряемого магнитного поля

Способ измерения амплитуды переменного магнитного поля путем облучения ячейки по5 глощения радиополем в направлении, перпендикулярном действию измеряемого поля и оптического луча возбуждения, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, настраи10 вают частоту генератора радиополя на резонанс до получения на нуль-индикаторе нулевых биений с периодом >Q, последовательно увеличивают и уменьшают величину постоянного магнитного поля до получения нулевых

15 биений с периодом 1/Й и из полусуммы его значений определяют амплитуду переменного магнитного поля.