Способ поиска зоны резонанса в спиновых детекторах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 33/20, 33/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ(71) Ленинградский политехнический институт им. М,И,Калинина(56) Авторское свидетельство СССР ЬВ 529417, кл. 0 01 В 33/24, 1975.(54) СПОСОБ ПОИСКА ЗОНЫ РЕЗОНАНСА В СПИНОВЫХ ДЕТЕКТОРАХ(57) Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может найти применение для автоматизации тесламетров ядерного, атОмного и электронного магнитного резонанса и других измерительных устройств со спиновыми детекторами, Цель1711106 А 1 изобретения - повышение точности и скорости настройки частоты генератора нэ частоту прецессии спинов. Для поиска зоны резонанса сигнал с линейного магнитометрического преобразователя сравнивается с дополнительным сигналом, пропорциональным частоте генератора спинового детектора, а разностным сигналом воздействуют на частоту генератора до установления равенства сравниваемых сигналов. Для осуществления способа используется устройство, содержащее спиновой детектор с генераторов 1 высокой частоты, датчик 2 ядерного, атомного или электронного магнитного резонанса, магнитометрический преобразователь 3, преобразователь 4 частота - напряжение, сравнивающее устройство 5. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для автоматизации тесламетров ядерного магнитного резонанса (ЯМР), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), атомного магнитного резонанса с оптической накачкой, а также для автоматизации других измерительных устройств со спиновыми детекторами, например спектрометров ЯМР и ЭПР, килоамперметров и стабилизаторов магнитного полл на основе ЯМР и др,Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и расширение диапазона автоматического поиска эоны резонанса.Цель достигается тем, что для поиска зоны резонанса на управляемый элемент контура генератора подают сигнал, получаемый как разность двух сигналов, один из,которых пропорционален магнитной индукции (например, от линейного магнитометрического преобразователя), а другой пропорционален частоте спинового генератора. В отличие от всех известных способов автоматизации спиновых детекторов с использованием сигнала по входному воздей ствию, в предлагаемом способе применяетсл метод уравновешивающего преобразования с использованием управляющего сигнала от цепи с линейной пере, даточной характеристикой. Получаемый таким образом сигнал воздействует на управляемые реактивные элементы в контуре генератора и изменяет его частоту так, что, бы разностный сигнал равнялся нулю при астатическом уравновешивании или ошиб ке недокомпенсации в случае использования статической системы регулирования,Способ осуществляется следующим образом.В измеренное магнитное поле вместе со спиновыми детекторами помещается магнитометрический преобразователь (например, преобразователь Холла), сигнал с которого сравнивают с дополнительным сигналом, пропорциональным частоте генера тора, а разностным сигналом воздействуютна управляемые элементы в колебательном контуре генератора и изменяют частоту генератора до установления равенства сравниваемых сигналов.На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит спиновой детектор с генератором 1 высокой частоты, датчик ЯМР или ЭПР и. магнитометрический преобразователь 3. Кроме того, в цепь управления поиском зоны резонанса введен преобразователь 4 частота - напряжение,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вход которого связан с входом генератора высокой частоты, а выход - с одним иэ входов устройства 5 сравнения, другой вход которого связан с выходом магнитометрического преобразователя 3, например датчиком Холла, а выход устройства сравнения - с управляемым реактивным элементом в контуре генератора 1. Точная настройа на резонанс осуществляется системой б автоматической подстройки частоты.Устройство работает следующим образом.При помещении датчика 2 ЯМР (ИЛИ ЭПР) совместно с магнитометрическим преобразователем 3 в постоянное магнитное поле выходной сигнал с магнитометрического преобразователя подается на устройство 5 сравнения, где он сравнивается с сигналом с выхода преобразователя 4 частота - напряжение, пропорциональным частоте генератора 1. Сигнал неравновесия с устройства 5 сравнения подается на управляемый реактивный элемент в контуре генератора, благодаря чему осуществляется изменение частоты генератора до значения, близкого к частоте прецессии спинов, определяемой уравнением в = у, где у - гировмагнитное отношение прецессирующих спинов (ядер, электронов, атомов), В - значение индукции магнитного поля,Для точной настройки частоты генератора на частоту прецессии спинов используется статическая или астатическая система 6 автоматической подстройки частоты. Поскольку поиск зоны резонанса осуществляется путем вычитания сигналов от двух преобразователей с линейными характеристиками: магнитометрического преобразователя (например, преобразователя Холла) и преобразователя частота - напряжение, а нелинейные управляемые элементы (емкости, индуктивности, варикапы) использует-. ся только как исполнительный (управляемый) орган, то отпадет необходимость в функциональном преобразователе. Кроме того, нелинейность характеристик элементов контура генератора, нестабильность их параметров во времени и от влияния внешних факторов (температуры и др.) не оказывают влияния на точность поиска зоны резонанса. Точность настройки частот генератора на частоту прецессии зависит только от метрологических характеристик мбгнитометрического преобразователя и преобразователя частота - напряжение. Формула изобретения Способ поиска зоны резонанса в спиновых детекторах, заключающийся в формиро1711106 Составитель О: РаевскаяТехред М,Моргентал Корректор М, Шароши Редактор И. Горная Заказ 338 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,; 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вании электрического сигнала, изменяющего частоту генератора, пропорционально индукции магнитного поля, о т л и ч э ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и скорости настройки частоты генератора на частоту прецессии спинов, сигнал, пропорциональный индукции магнитного поля, сравнивают с дополнительным сигналом, пропорциональным частоте генератора, а разностным сигналом изменяют 5 частоту генератора до установления равенства сравниваемых сигналов.