Устройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме

О П "АН"И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ц 536445 Союа Советских Социалистических Реслублик(61) Дополнительное к авт, свид-ву - (22) Заявлено 3.0 о.75 (21) 2133423/21 1) М.Кл 6 О К 33/О присоединением заявк осударствоинын квинтет овета Министров СССР ло делам нэобретеннй(45) Дата опубликования описания 23,12.76 53) УДК 621,317,4(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В РАБОЧЕМ ОБЪЕМЕ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при физических экспериментах и магнитных измерениях в случаях, ковда Необходима высокая стабильность напряжения магнит ого поля.Известно устройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме. Оно содержит опорный магнитометр, соединенный со входом фазового компаратора, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, и две катушки Гельмгольца, в одной из,которых, связанной с выходом фазового компаратора, расположен опорный матнитометр 1.Рабочий объем другой пары катушки Гельмгольца является объемом, в котором осуществляется стабилизация магнитного поля, Опорный магнитометр, фазовый компаратор и катушка Гельмгольца охвачены 100% обратной связью, благодаря чему в рабочем пространстве этой катушки магнитное поле оказывается стабилизированным. Вторая катушка Гельмгольца соединена последовательно с первой. В результате этого в ее рабочем объеме возникает поле, равное полю в первой катушке, если градиент поля между объемом, где размещен опорный магнитометр, и объемом, в котором осуществляется стабилизация поля, также равен нулю, Однако;из-за того, что различные источники магнитного поля имеют конечное расстояние до объема, в котором осуществляется стабилизация магнитного поля, например, от электропоезда или атмосферного раз ряда, градиент поля между опорным магнитометром и интересующим нас объемом не равен нулю. В этих условиях точность стабилизации магпитного поля нарушается.Цель изобретения - повышение точности О стабилизации,Это достигается тем, что известное устройство снабжено вторым опорным магнитометром, раоположенным симметрично первому относительно рабочего объема, вторым фазовым 5 компаратором, одним входом подключенным квыходу второго опорного магвитометра, вторым входом - к второму выходу опорного генератора, а также тремя катушками Гельмгольца, в одной из которых, соединенной с вы- О ходом второго фазового компаратора, расположен второй опорный магнитометр, вторая расположена коаксиально с ней, и подключена последовательно с катушкой, обхватывающей рабочий объем, к выходу, первого фазово го компаратора, а третья катушка расположена коаксиальцо катунске, обхватывающей рабочий объем, включена последовательно с катушкой, в которой расположен второй опорный магнитометри связана с выходом второ- О то фазового компаратора.На чертеже изображена принципиальная схема устройства.Устройство включает в себя опорные магнптометры 1 и 2, фазовые компараторы 3 и 4, опорный генератор 6, катушки ГельМгольца 6 -- 5 10. Оси всех катушек установлены параллельно друг другу. Катушки 6, 7 и 8 включены последовательно на выход компаратора 3, а катушки 9 и 10 включены последовательно на выход компаратора 4. Опорный генератор со единен с фазовыми компараторами 3 и 4, Катушки Гельмгольца 7,и 9, а также 8 и 10 являются попарно коаксиальными. В рабочем пространстве катушки 6 размещен опорный магнитометр 1, В рабочем пространстве катушек 8 и 10 размещен опорный магнитометр 2. Стабп,тизация поля достигается,в рабочем объеме катушек 7 и 9, Катушки 6, 7 и 8 имеют одинаковые константы. Катушка 9 имеет константу вдвое меньшую, чем катушка 10.Устройство работает следующим образом, Опорный магнитометр 1 с помощью фазового компаратора 3, опорного генератора 5 и ,катушки Гельмгольца 6 обхвачен 100% обрат ной связью. Поскольку катушка Гельмгольца 7 включена последовательно с катушкой 6, то в ее рабочем объеме достигается стаоилизация поля без учета градиентной составляющей. В рабочем пространстве катушки 8 достигает ся такая же стабилизация. Информация о градиенте поля на базе между магнитометрами 1 и 2 поступает с магнитометра 2. Опорный магнитометр 2, фазовый компаратор 4 и катушка Гельмгольца 10 охвачены 100% обратной 35 связью. При этом градиентная составляющая магнитного поля стабилизируется в рабочем объеме катушки 10, а половина этой составляющей стабилизируется в рабочем объеме катушки 9. Так как эта катушка расположена 40 посредине между магнитометрами 1 и 2 и имеет константу вдвое меньшую, чем катушка 10, то в рабочем объеме катушек 7 и 9 достигается дополнительная стабилизация градиента магнитного поля. 45Из-за симметрии системы источник помехи иожет быть расположен в произвольном направлеиии по отношению к базе устройства. В предложенном устройстве нелинейный градиент апроксимируется линейным градиентом. Однако несмотря на это, точность стабилпзации повышается по сравнению с прототипом почти в квадрате, Это позволяет использовать предложенное устройство для градуировки высскоточных и высокочувствительных магнитометров, а также при различных физических экспериментах, когда нужна высокая стабильность магнитного поля.Формула изобретенияУстройство для стабилизации магнитного поля в рабочем объеме, содержащее опорный магнитометр, соединенный со входом фазового компаратора, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, и две катушки Гельмгольца, в одной из которых, связанной с выходом фазового компаратора, расположен спорный магнитометр, а в другой, включенной последовательно с ней, - рабочий объем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации оно1 снаожено вторым опорным магнитометром, расположенным симметрично первому относительно рабочего объема, вторым фазовым компаратором, одним входом подключенным к выходу второго опорного магнитометра, вторым входом - к второму выходу опорного генератора, а также тремя катушками Гельмгольца, в одной из которых, соединенной с выходом второго фазового компаратора, расположен второй опорный магнитометр, вторая расположена коаксиально с ней и подключена последовательно с катушкой, обхватывающей рабочий объем, к выходу первого фазового компаратора, а третья катушка расположена коакспально катушке, обхватывающей рабочий объем, включена последовательно с катушкой, в которой расположен второй опорный магнитометр, и связана с выходом второго фазового компаратора.Источник информации,:принятый во внимание при экспертизе:1. Скрынников Р. Г. и др. Парорубидиевый стабилизатор магнитного поля, Геофизическая аппаратура. Вып. 49. Л Недра, 1972.536445 Составитель Е. ДанилинаТехред Е, Подурушина Корректор В. Гутман Редактор О, Стенина Тип. Харьк, фил, пред, Патент Заказ 1088/1652 Изд. Ра 309 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5