Цифровая магнитовариационная станция

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистические

Республик ()853581 (6I ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 18.09.79 (21) 2821294/18-25 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликова о07.08.81. Бюллетень ЭЙ 29

Дата опубликования описания 10.08.81 (Я)М. Кл.

G 01 V 3/40

РзоударстееииыН комитет

СССР ио делам изаоретеиий и открытий (53) УДК,550.(.838{08ф.8) (72) Авторы изобретения

Б, А. Белов, Ю. A. Буррцев, Б. П. Мурашов, О. В. Филатов и Б. С. Перунов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распрзстранезия радиоволн АН СССР и Специальное конструкторское-бк4ж физического приборостроения АН СССР (7I) Заявители (54) ЦИФРОВАЯ МАГНИТОВАРИАЦИОННАЯ CTAHIIHH

Изобретение относится к магнитомет- рии и может найти применениев научных исследованиях и магнитной разведке полезных ископаемых.

Известен цифровой магнитовариационный преобразователь, содержащий кварце5 вый магниточувствительный элемент (МЧЭ), источник света, фотоэлемент и систему следящего аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования t 1).

° 1О

Известна также цифровая магнитовариационная станция, основанная на использовании кварцевого МЧЭ, содержащая генератор развертки, включенный в цепь огклоняющих колец, источник света, фото15 электрический прибор, генератор тактовых импульсов и счетчики импульсов, управляющие входы которых связаны с фотоэлектрическим прибором P2).

В известных технических решениях изменение взаимного расположения источников света, фотоэлектрического прибора и

МЧЭ друг относительно друга, а также изменение параметров фотоэлектрического

2 преобразователя приводит к изменению ну-; левого уровня приборов,1 а следовательно,к возникновению погрешностей в измерениях.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровая магнитовариационная станция, которая содержит кварцевый, МЧЭ с зеркалом и магнитом на кварцевых растяжках, отклоняющие кольца, генератор развертки, включенный в цепь отклоняющих колец, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, осветитель и фотоэлектрический прибсез, расположенные за щелевой диафрагмой, а также дополнительное зеркало, образующее с подвижным зеркалом кварцевого МЧЭ уголковый отражатель в положении нуль угла закручивания кварцевых растязкекЯ.

Достоинство данного устройства состоит в том; что используемая в нем оптичесная схема позволяет устранять псерешность в измерениях, связанную с взаимным перемещением щелевой диафрагмы вместе с осветителем и фотоэлектрическим прибо

8ÈÌ81 ром относительно кварцевого МЧЭ. Однако при юстировке оптической схемы требуется достаточно точная ориентация щелевой диафрагмы параллельно оси вращения подвесного магнита кварцевого МЧЭ. 5

Повороты диафрагмы относительно этого положения эквивалентны взаимному перемещению осветителя и фотоэлек грического прибора друг относительно dpyr à, что приводит к изменению нулевого уровня 10 прибора и к погрешностям в измерениях напряженности магнитного поля, Так, например, поворот щели на 1 приводит к эквивалентному взаимному смещению осветителя и фотоэлектрического 15 прибора на 0,4 мм при расстоянии между ними в 2 см, что эквивалентно смещению

"нуля" прибора на 8 нТ при цене деления

20 нТ/мм, Кроме того, временной сдвиг между пе-20 редним фронтом импульса, возникающего на выходе фотоэлектрического прибора, и моментом прохождения магнита МЧЭ через

"нуль" угла закручивания кварцевых растяжек, вследствие конечных размеров све- 25 тового пятна, может изменяться при изменении параметров осветителя и фотоэлектрического прибора, что также приводит к погрешностям в измерении, Белью изобретени33 является повышение 30 точности измерений при упрощении технологии изготовления и юстировки устройства е

Поставленная цель достигается тем, что в цифровую магнитовариационную стан- 35 цию, содержащую кварцевый магниточувствительный элемент на кварцевых растяжках с зеркалом, отклоняющие кольца, осветитель, фотоэлектрический прибор, генератор развертки, включенный в цепь отклоняющих 40 колец, генератор тактовых импульсов, . счетчик импульсов и дополнительное зеркало, образующее с зеркалом магниточувствительного элемента уголковый отражатель в положении "нуль" угла закручивания 45

;кварцевых растяжек, введены делитель, частоты на два и коммутирующее устройство, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых, второй с вход — с выходом генератора тактовых им-50 пульсов через делитель частоты на,два, управляемый вход коммутирующего устройства соединен с выходом фотоэлектрического прибора, а выход — с входом счетчика импульсов. 55

На чертеже изображена структурная схема цифровой магнитовариационной станции, включающей в себя фотоэлектрический прибор 1, оптически связанный светом осветителя 2 с дополнительным зеркалом 3 и магнитоиндикаторным зеркалом 4 МЧЭ

5, образующими уголковый отражатель в положении нуль, угла закручивания кварцевых растяжек, на которых подвешено зеркало 4 с магнитом 6. Выход генератора 7 тактовых импульсов (ГТИ) соединен с управляющим входом управляемого гене ратора 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 им пульсов 11. Выход генератора 8 соединен с входом отклоняющих колец 12,в магнитном поле которых находится подвесной магнит 6 МЧЭ 5. Осветитель 2 и фотоэлектрический прибор 1 находятся в фокажной 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 коммутирующее устройство 9.

Линейно нарастающий ток с выхода генератора 8 проходит через отклоняющие кольца 12 и создает внутри этих колец линейно изменяющееся по величине магнитное поле, которое вращает магнит 6 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 отраженный 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 на,встречу друг другу.

Если фотоэлектрический прибор 1 сдвинут относительно осветителя 2 на угол, меньший половины углового размера светового пятна, то сначала на фотоэлектрический прибор 1 попадет ближайшее к нему световое пятно, в результате чего возникает электрический импульс, передний фронт которого с выхода фотоэлектрического прибора попадет на вход коммутирующего устройства 9, которое подключит к . счетному входу счетчика 11 вместо часто ты Г частоту

Если фотоэлектрический прибор 1 сдвн- в качестве источника света использовать нут относительно осветителя 2 на угол, светящуюся нить, а следовательно, снизить большнй половины углового размера све- энергопотреблениз без снижения точносгн гового пятна, то на выходе фогоэлектриче- нзмереннй ского прибора возникнут два электрических 10 импульса, соответствующих прохождению по рабочей поверхности фотоэлектрическо- Ф о р м у л а и з о б р е г е н и я

ro прибора первого и втсрого световых пя-, тен. B этом случае коммутирующее уст- Цифровая магнитовариацнонная станция, ройство 9 работает таким образом, что по 1S содержащая кварцевый магнигочувсгвительпереднему фронту электрического импульса ный элемент с зеркалом и магнитом на обусловленного прохождением через фото- кварцевых растяжках, отклоняющие кольца, электрический прибор первого светового осветитель, фотоэлектрический прибор, ге--: пятна, оно подключает к счетному входу нерагор развертки, включенный в цепь от счетчика 11 вместо частоты f частоту Г/2 щ клоняюших колец, генератор тактовых нмс выхода делителя частоты 10, а задним пульсов, счетчик импульсов и дополнительг фронтом второго импульса, соответствую- ное зеркало, образующее с зеркалом маг- - щего сходу второго светового пятна с фо- ниточувствительного элемента уголковый тоэлек1рического прибора, коммутирующее отражатель в положении нуль угла закустройсгво 9 останавливает счет на счет 2з р. чивания кварцевых раотяжек, о г л н— чике 11. ч а ю щ а я с я там, что, с целью повыВ устройстве уменьшение влияния дрей- щения точности измерений при упрощении фа электрических и геомегрнческих пара- технологиы изготовления и юстировки, в метров устройства на точность измерения нее дополнительно введены делитель час1 достигается тем, что используется сим- 3о готы на два и коммутирующее устройство, мегрия и идентичность двух световых пя- первый вход которого соединен с выходом ген, проходящих через одно фогоэлектри- генератора тактовых импульсов, второй ческое устройство за малый промежуток вход — c выходом генератора тактовых времени (меньше 0,1 с, за который элект- импульсов через делитель частоты на два, рические и геометрические параметры эле-3S управляемый вход коммутнрующего устройментов устройства практически не изменя- ства соединен с выходом фогоэлектрнчесются. кого прибора, а выход - со входом счегПри делении интервала времени между чика импульсов. передним фронтом первого импульса и зад- Источники информации, ним фронтом второго импульса пополам, 40 принятые во внимание при экспертизе погрешности, связанные с дрейфом, взаим- 1. Авторское свидетельство СССР но исключаются, поскольку полученный мо- % 577495, кл. g, 0 1 Ч 3/00, 1 976. мент времени соответсгвуег моменту про:" 2. Авторское свидетельство СССР хождения магнита МЧЭ через нуль" угла .И 577406, кл. G 01 V 3/00, 1976. закручивания кварцевых растяжек. 45 3. Авторское свидетельство СССР.

Кроме того, снижению требований к % 637691, кл. 9 01 Ч 3/ОО, 1977 геометрии взаимного расположения опги- (прототнп).

Составитель В. Майоршнн

Редактор Л, Утехина Техред Н.Келушак Корректор C. Шекмар

Заказ 5667/22 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал атент, r. жгород, ул. роектная,