Компенсатор вариаций магнитного поля

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ789955(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 17. 07. 78 (21)2666411/18-21с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.з 6 01 й 33/08 Государственный комитет СССР но делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 26,12,80(72) Авторы изобретения Л.И,Грабар, Т.Н.Семенюк, П.М.Анзин и В.Н.Михайловский Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторскийинститут радиоэлектронной медицинской аппаратурыи Физико-механический институт АН Украинской ССР(54) КОМПЕНСАТОР ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ1Ь., . ", " ч Ф чкь; 2Изобретение относится к магнитоетрии, а именно к компенсации вариаций магнитного поля квантооптическим гелиевым компенсатором, исполь эующим М -сигналы, и предназначено для поддержания стабильного магнитного поля в некотором объеме при настройке и исследованиях магнитометрической аппаратуры. 10Известен компенсатор вариаций магнитного поля, который работает на принципе квантооптического гелиевого магнитометра.Устройство содержит магниточувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор, усили-. тель постоянного тока и систему колец Гельмгольца, соединенных последовательно, а также модулирующий ге нератор, соединенный с Фаэовым детектором и магниточувствительным блоком 1.К недостаткам данного устройства следует отнести низкую точность. 25 Размещение магниточувствительных блоков компенсатора и настраиваемо, го магнитометра в пределах одного объема компенсации, ограниченного системой катушек Гельмгольца, снижает 0 точность компенсации, так как невозможно одновременно использовать центральную часть объема компенсациидля размещения двух магниточувствительных блоков. Наличие только одного объема клмпенсации не позволяет применять компенсатор при настройке магниточувствительных блоков, габариты которых составляют более 10-15 от размеров объема компенсации, а также при настройке магниточувствительных блоков, содержащих ферромагнитные детали и создающих магнитные поля помех. Это снижает точность стабилизации. Кроме того, при серийной настройке магнитометрической аппаратуры наличие только одного объема компенсации ограничивает производительность труда, Отсутствие индикатора, с пОмощью которого возможен систематический контроль поддержания стабильной напряженности магнитного, поля в объеме компенсации, не позволяет объективно судить о работе компенсатора при многочасовой непрерывной эксплуатации устройства.11 ель изобретения - повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные магниточувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор и усилитель постоянного тока, а также пару колец Гельмгольца и синтезатор частот, выход которого соединен со вторыми входами магниточувствительного блока, избирательного усилителя и фазового детектора, дополнительно введены пары колец Гельмгольца, соединенных последовательно с первой парой, а также последовательно соединенные второй магниточувствительный блок, второй избирательный усилитель, второй фазовый детектор, усилитель инфранизкочастотный и самопишущий прибор, при этом вторые входы избирательного усилителя и фазового детектора подключены к синтезатору частот, а все пары колец Гельмгольца шунтированы резисторами.На чертеже приведена блок-схема компенсатора вариаций магнитного поля.Компенсатор содержит магниточувствительные блоки 1 и 2, избирательный усилитель 3, фазовый детектор 4, усилитель 5 постоянного тока, синтезатор б частот, системы колец Гельмгольца 7,8 и 9, избирательный усилитель 10, фазовый детектор 11, усилитель инфранизкочастотный 12, самописец 13 и резисторы 14,15 и 16.Магниточувствительный блок 1 соединен последовательно с избирательным усилителем 3, фаэовым детектором 4, усилителем 5 постоянного тока. К системам колец Гельмгольца 7,8 и 9 параллельно подключены резисторы 14,15 и 16. Магниточувствительный блок 2 соединен последовательно с избирательным усилителем 10, фазовым детектором 11, усилителем инфранизко-. частотным 12 и самописцем 13. Синтезатор 6 частот соединен с магниточувствительными блоками 1 и 2, иэбирательныыи усилителями 3 и 10 и фазовыми детекторами 4 и 11.Устройство работает следующим образом.В статическом режиме сигнал с магниточувствительного блока 1 поступает на усилитель Здалее на фазовый детектор 4 и усилитель 5, ток с которого поступает в последовательно соединенную систему колец Гельмгольца 7,8 и 9 и в каждой системе колец создает стабильное однородное магнитное поле, отличное от земного магнитного поля, напряженность которого задается соответствующей резонансной частотой из синтезатора б. Так как магнитное поле в объемах стабилизации систем колец Гельмгольца 7,8 и 9 стабильно55 бО б 5 Компенсатор вариаций магнитного поля, содержащий последовательно соединенные магниточувствительный блок, избирательный усилитель, фазовый детектор и усилитель постоянного тока, а также пару колец, Гельмгольца и синтезатор частот, выход которого соединен с вторыми входами магниточувствительного блока, избирательного усилителя и фазового детектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пары колец то сигнал разбаланса с магниточув.ствительного блока 2, усилителем10, фазовым детектором 11 и усилителем инфранизкочастотным 12, равен нулю и самописец 13, включенный на выходе усилителя 12, пишетпрямую линию или собственные шумысистемы.В динамическом режиме, при изменении напряженности земного магнитного поля в районе расположения компенсатора магнитного поля в магниточувствительном блоке 1 возникаетсигнал разбаланса. Эатем, усиливаясьусилителем 3, фазовым детектором 4и усилителем 5, сигнал создает в 15 системах колец Гельмгольца такойток, чтобы напряженность магнитногополя в объемах систем колец Гельмгольца осталась постоянной. Есликоэффициент стабилизации большой и Щ устранен разброс магнитных постоянных систем колец Гельмгольца 7,8 и 9с помощью пропускания части токаобратной связи через резисторы 14,15 и 16, то сигнал с магниточувствительного блока 2 настолько малый,что усиленный усилителем 10, фазовым детектором 11 и инфранизкочастотным усилителем 12 не обеспечит изменения в записи самописца 13. Этоуказывает на нормальную работу компенсатора, При расстройке системколец Гельмгольца 7,8 и 9 сигнал смагниточувствительного блока 2 больше и обеспечивает соответствующееотклонение на самописце 13, что указывает на неполадки в системе,Использование в предлагаемом компенсаторе дополнительных системколец Гельмгольца, шунтированныхрезисторами, и дополнительного конт рольного канала, состоящего из избирательного усилителя, фазовогодетектора, усилителя инфранизкихчастот и самописца, позволяет повысить точность стабилизации напряженности магнитного поля и увеличить производительность работы засчет получения возможности параллельной работы сразу с несколькими испы-,туемыми магнитометрами.50Формула изобретения789955 составитель Е,ДанилинаМаковская Техред Н.Граб Корректор Г.Решетни ед акт з 9036 48 Тираж 1019 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений н от 113035 у Москва, Ж, РаушсПодписнота СССРрытийая наб.,д,4 Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная Гельмгольца, соединенных последовательно с первой парой, а такжепоследовательно соединенные второймагниточувствительный блок, второйизбирательный усилитель, второй Фазовый детектор, инФранизкочастотныйусилитель и самопишущий прибор, приэтом вторые входы избирательного усилителя и Фазового детектора подключены к синтезатору частот, а всепары Гельмгольца шунтированы резисгорами. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. 5 сЬегег А. Вечеи оЕ 5 е 1 епсеПьсговепв, Ч. 32,. У 11, р. 11901192.