Устройство для стабилизации магнитных полей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сфветсйик Сфцмаажтическик Уасвубеик(51)М. Кл. с присоедииеиивм заявки Нов 6 01 й 33/08 Государственный квинтет СССР но делан изобретений н отнрнтнй(54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Настоящее изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при экспериментальных работах с магниточувствительными измерительными преобразователями и в системах для градуировки и поверки различного типа магнитометров.Известно устройство для стабили- зации магнитных полей, используемое в образцовых.мерах слабого магнитного поля. Оно содержит катушки типа колец Гелвмогольца с компенсационными обмотками, магнитометр, установ. ленный между катушками и электрическую схему управления каналом компенсации помех 11,Однако устройство не позволяет эффективно компенсировать медленные уходы магнитного поля, обусловленные временным изменением параметров магнитоизмерительного датчика, следящего за внешними магнитными помехами, поэтому оно Ме используется для долговременных измерений с высокой точностью.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации магнитныхполей и компенсации магнитных помех в системах, осуществляющих поверку различного типа магнитометров.Это устройство содержит кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой,магниточувствительный датчик кванто вооптического типа с катушками обратной связи, усилитель, преобразовательный блок, согласующий фильтри индукционный датчик (2 .Такое устройство компенсирует по мехи в достаточно широком частотноми амплитудном диапазбне, но не может компенсировать изменение магнитного поля, вызванное временными(нулевыми) уходами опорного магни точувствительного датчика.Цель изобретения - повышениедолговременной стабильности магнит. ного поля.Указанная цель достигается тем, 20 что в устройство для стабилизациимагнитных полей, содержащее кольцаГельмгольца с компенсационной обмоткой, последовательно соединенныеквантовый магниточувствительный дат чик самогенерирующего типа с катушками обратной связи, усилительпроцессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу фазового 30 детектора, введены последовательносоединенные дополнительный квантовый датчик М -типа со второй катушкой ,обратной связи, усилитель низкой частоты и второй Фазовый детектор, нйэкочастотный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу второго Фазового детектора, и шунт, причем выход Фазового детектора подключен к радиочастотной катушке квантового датчика самогенерирующего типа, второй выход усилителя процессии подключен к радиочастотным катушкам квантового датчика Я -типа, второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модуляционным катушкам квантового датчика-типа, а шунт подключен к двум 13 катушкам обратной связи, соединенным последовательнв с компенсационной обмоткой колец Гельмгольца.На чертеже представлена структурная схема устройства для стабилиэа ции магнитных полей.Устройство содержит магниточувствительный квантовый датчик 1 само- генерирующего типа с радиочастотной катушкой 2, катушку 3. обратной связи,;25 усилитель 4 прецессии, первый фазовый детектор 5, кварцевый генератор б, дополнительный квантовый датчик 7 5 -типа, использующий суммарный сигнал с б+ и б - поляризацией и имеющий две катушки модуляционную 8 и равночастотную 9, вторую катушку 10 обратной связи, низкочастотный усилитель 11 и низкочастотный кварцевый генератор 12, второй фазовый детектор 13, шунт 14 и компенсационную обмотку 15 колец Гельмгольца. На чертеже пунктиром изображено рабочее пространство 1 б колец Гельмгольца для размещения в нем поверяемого магнитометра. 40,Устройство работает следующим образом.Иагниточувствительный квантовый датчик 1 самогенерирующего типа вырабатывает сигнал, пропорциональный магнитной помехе. Этот сигнал усиливается усилителем 4 процессии, после чего поступает на первый вход первого фазового детектора 5, на второй вход которого с кварцевого генератора 6 поступает опорный сигнал, близкий на частоте к сигналу прецессии. Одновременно со второго выхода усилителя прецессии сигнал подается на радиочастотные катушки 2 датчика 1. Токовый сигнал расфазировки, компенсирующий помеху, поступает в катушку 3, Обратной связи, соединенную последовательно с катушкой 10 обратной связи и компенсационной обмоткой, 15 колец Гельмгольца. Медленные щ (часовые и суточные) уходы показаний датчика 1 компенсируются токовым сигналом, поступающим на радиочастотные катушки 2 датчика 1. Этот токовый, медленно меняющийся сигнал соэдается вторым фазовым детектором 13, на один вход которого через низкочастотный усилитель 11 поступает сигнал с дополнительного квантового датчика 7 Й- типа, использующего суммарный сйгнал с б+ и б - поляризацией, его частотный диапазон 0-1 Гц , а на второй вход - сигнал с низкочастотного кварцевого генератора 12. Одновременно сигнал с низкочастотного кварцевого генератора 12 поступает на модуляционную катушку 8. Для получения низкочастотного рабочего сигнала с датчика 7 необходим радиочастотный сигнал на катушку 9, который берется с выхода усилителя 4 прецессии. Так как датчики 1 и 7 вместе с катушками обратной связи размещены рядом, для компенсации их взаимного влияния вводится шунтирующее сопротивление шунта 14, позволяющее уровнять постоянные катушек обратной связи с постоянной компенсирующей обмоткой 15 колец Гельмгольца.Применение дополнительного квантового датчика И -типа, практически не имеющего нулевых уходов, усилителя. низкой частоты и второго фазового детектора, низкочастотного кварцевого генератора и катушки обратной связи с шунтом позволяет осуществить долговременную высокочастотную стабилизацию магнитных полей. Это существенно улучшает метрологические характеристики устройства и, в свою очередь, позволяет расширить как парк поверяемых магнитометров, так и количество поверяемых метрологических характеристик. В конечном счете, зто повысит точность магнитных измерений./Формула изобретенияУстройство для стабилизации магнитных полей, содержащее кольца Гельмгольца с компенсационной обмоткой, последовательно соединенные квантовый магниточувствительный датчик самогенерирующего типа с катуш- кой обратной связи, усилитель прецессии и фазовый детектор, а также опорный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу Фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговременной стабильности магнитного поля, в него введены последовательно соединенные дополнительный квантовый датчик М . - типа со второй катушкой обратной связи, усилитель низкой частоты и второй фазовый детектор, низкочастотный кварцевый генератор, подключенный ко второму входу второго фазового детектора, и шунт, причем выход второго Фазового детектора подключен к радиочастотной789958 Составитель Е.ДанилийаРедактор М.Габуда Техред Н.Ковалева Корректор В.Бутяга Заказ 9036/48 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ПППфПатентф. г.ужгород,ул.Проектная,4 катушке квантового датчика самогенерирующего типа, второй выход усилителя прецессии подключен к радиочастотным катушкам квантового датчика/ П -типа, второй выход низкочастотного кварцевого генератора подключен к модуляционным катушкам квантового датчика И -типа, а шунт подключен к двум катушкам обратной связи, соединенным последовательно с компен сационной обмоткой колец Гельмгольца. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 9 3389333,кл. 324-43, 1968.