Устройство для измерения магнитной индукции

О П И С А Н И Е пц зз 4712ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 601 1 л 33/О Государствеииый коцит Совета Мииистров ССС оо делам изооретеиий и открытий(53 ДК 621.317,44088.8) 45) Дата опубликования описания 05,03.7 л и С, Л, Спектэр К), С, С) Авторыизобретен Ленина политехническийИ, Калинина енинградский эрде институт им М) Заявит 0 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГН ИТН 011 ИНДУКЦИИ 54) УСТРОИСТ 2 ние точности изобретения - повыш ние циапазона изме нос итс лагаемое изобретприборостроения блас ыт мо исдук: -езоагни т зовано цля измер и по принципу ядерннанса (ЯМР) и цпя ф следований веществ, Известно устройстстраиваюшееся на изб лтног ого ко-химических и томатически наое поле за счет т двигателя 11.а заключается 1 О во,еря ения ва- нитоты 15 выделения сигнала яцерногнанса, выход которого соемым реактивным элеменлок онтуре магнитного динен с уптом генера блок нелин р а так высокой частоты, и, выход которог ораЙнэс соец с уп элементом стоты 2 . мым реактивным тора высоко генер ое ус рения контуре нако та троиство имеет низ т ность из перемещения конденсатора оНедостаток такого устройствв низкой помехозащишенности.Известно также устройство для изме магнитной индукции, содержащее последо тельно соединенные цатчик ядерного маг ного резонанса, генератор высокой част с управляемым реактивным элементом в и расшире еренпя,Цель достигается тем, что устройство цля измерения магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные датчик яперного магнитного резонанса генератор высокой частоты с управляемым реактивным элементом в контуре и блок выпадения сигнала ядерного магнитного резонанса, выход которого соединен с управляемым реак - тивным элементом генератора высокой час тоты, а также блок нелинейности, выход которогэ соединен с управпяеллым реактивным элементом в контуре генератора высокой частоты, снабжено последовательно соединенными магниторезистором и преобразователем сопротивления в напряжение, свопм выхопом попкпюченнылл ко входу блока не - линейности, причем магниторезистор с датчиком ядерного магнитного резонанса помещен в измеряемое магнитное поле.На чертеже представлена схема устройдля измерения магнитной индукции.тройство состоит из датчика 1 яцерного магнитного резонанса, генератора 2534712 3высокой частоты с управляемым реактивным элементом в контуре блока 3 выделения сигнала яцерного магнитного резонанса с цепью автоподстройки частоты, магниторезистора 4, преобразователя 5 сопро 5 тивления в напряжение и блока 6 нелинейности,В исследуемое магнитное поле ЙЬ помещен цатчик 1 ядерного магнитного резонанса, соединенный с контуром генератора 2высокой частоты. При совпадении частотпрецессии ядер вещества датчика 1 с частотой генератора 2 высокой частоты появляет -Ся сигнал ЯМР, который поступает от генератора 2 на блок 3 выделения сигнала ЯМР,йВ блоке 3 производится обработка сигнала,т. е, улучшение отношения сигнал-шум, формирование фронтов и амплитуды сигнала, получение напряжения, пропорционального рассогласованию частоты прецессии и частотыгенератора. Послецнее напряжение подаетсяна управляемый элемент контура генератора 2 и подстраивает его частоту в сторонууменьшения рассогласования частот. Оцновре-менно на управляемый элемент генератора 2воздействует напряжение от датчика - магниторезистора 4, помещенного совместно сдатчиком 1 ЯМР в измеряемое магнитноеполе, Сопротивление магниторезистора изме 30няется подвлиянием измеряемой магнитнойиндукции. Магниторезистор соединен с преобразователем 5, который преобразует из -менение сопротивления магниторезистора 4в напряжение, величина которого зависит отзначения измеряемой магнитной индукции,Напряжение с выхода преобразователя 5 поступает на вход блока 6 нелинейности и свыхода последнего на управляемый реактивный элемент генератора 2 высокой частоты, 4 Оподстраивая частоту высокочастотного генератора, При изменении индукции магнитного поля генератор 2 высокой частотыпроцолжает слецить за частотой прецессиипо двум цепям; первая цепь- блок 3 выделения сигнала ЯМР с цепью автоподстройки частоты и вторая цепь - магниторезистор 4,преобразователь 5, блок 6 нелинейности.Применение цепи слежения с магниторезистором облегчает работу первой .цепи автоподстройки частоты, расширяет полосу удержания и снижает погрешность статизма, таккак на долю первой .цепи АПЧ остается отработка меньшего рассогласования,В случае отсутствия сигнала ЯМР в на- Ячальный момент частота генератора 2 приводится к частоте прецессии по пепи:магниторезистор 4, преобразователь 5, блок 6нелинейности, управляемый элемент генератора 2, Блок 6 нелинейности позволяет бО скорректировать нелинейность зависимости частоты высокочастотного генератора 2 от значения магнитной индукции, т, е. увеличить точность грубой подстройки частоты генератора за счет магниторезистора. При правильном согласовании частоты высокочастотного генератора 2, определяемой маг- ниторезистором, с величиной магнитной индукции, частота генератора попадает в зонну захвата, и первая цепь АПЧ подстраивает частоту генератора к частоте прецессии яцеяцер вещества. В связи с тем, что магниторезистор принудительно приводит частоту генератора в зону захвата системы, помехозащищенность системы резко возрастает. Применение магниторезистора позволяет значительно упростить блок нелинейности, а в некоторых случаях исключить его из схемы, Это объясняется следующим. Частота генератора 2 с управляемым реактивным элементом в контуре (например, варикапом), ориентировочно пропорциональна управляющему напряжению в степени одна четвертая, напряжение, снимаемое с преобразователя 5, пропорционально квадрату измеряемой магнитной индукции, Таким образом, блок нелинейности должен моделировать функцию напряжения в степени два вместо четырех при применении преобразователя Холла. При необходимости слежения в узком диапазоне можно осуществить непосредственное соецинение магниторезистора 4 через преобразователь 5 с управляемым реактивным элементом контура генератора 2 высокой частоты. При этом точность грубой подстройки частоты будет выше,чем в случае применения преобразователя Холла, что объясняется характеристиками магниторезистора. Полоса захвата и слежения прибора будет выше, чем с преобразователем Холла, но ниже, чем в случае применения блока нелинейности. Таким образом, применение магниторезистора в поиско-следящей системе позволяет повысить помехозащищенность прибора из-за наличия принудительного приведения частоты генератора в зону захвата. Блок нелинейности позволяет расширить функциональные возможности системы, а именно расширить полосу захвата и удержания. Применение магниторезистора вместо преобразователя Холла позволяет упростить блок нелинейности, а при малом необходимом диапазоне работы имеется возможность обойтись без блока нелинейности. Применение цепи поиска и слежения с магниторезистором позволяет снизить ошибку статизма, расширить полосу удержания в связи с тем,что на долю устройства выделения сигнала ЯМР с цепью автоподстройки остается отработка534712 Составитель В. ЛякишевРедактор В, Фельдман Техред А, Богдан Корректор В, Салка Ф Заказ 5524/232 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП фПатентф., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 меньшего значения начального рассогласова -ния. ф ормула изобретенияУстройство для измерения магнитной индукции, содержащее последовательно соединенные датчик ядерного магнитного резонанса, генератор высокой частоты с управ ляемым реактивным элементом в контуре и блок выделения сигнала ядерного магнитного резонанса, выход которого соединен с управляемым реактивным элементом генератора высокой частоты, а также блок нелинейности,ф выход которого соединен с управляемым реактивным элементом в контуре генератора высокойчастоты, отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измерения,оно снабжено последовательно соединеннымимагниторезистором и преобразователем сопротивления в напряжение, своим выходомподключенным ко входу блока нелинейности,причем магниторезистор с датчиком ядерного магнитного резонанса помещен в измеряемое магнитное поле,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Кунстман В, Г. и др. "Измеритель напряженности магнитного поля, автоматическинастраивающийся на измеряемое полеф Приборы и техника эксперимента,4, 1966 г.2. Авторское свидетельство СССР179375, кл. 6 01 Р 33/02, 1966 г.