Квантовый м -магнитометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК с 9 а С О К 33/26 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОВСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7) Научно-производственное объединение по рудной геофизике(57) Изобретение относится к магнитометрической технике, в частностик магнитометрам с оптической ориентацией атомов и может быть исгольэовано для измерения земного иликосмического магнитного. поля и еговариаций, а также метрологическихизмерений. Цель изобретения - повышение точности и стабильности измерений - достигается введением в магии" . тометр последовательно соединенных блока 7 формирования задержанных сигналов и управляемого коммутатора 8. На чертеже также показаны магниточувствительный преобразователь 1, усилитель 2, фазовый детектор 3, блок 4 управляюшего напряжения, перестраиваемый генератор 5, чатотомер 6, генератор 9 модулирующей частоты., Блок 7 формирования выполнен на двух триггерах и инверторе (не показаны). Введение блока 7 и коммутатора 8 приводит также к снижению энерго" потребления и массогабаритных ха"а рактеристик магнитометра.э.п.ф"лы. 3 ил, 13260Изобретение относится к магнитометрической технике, в частности кМд-магнитометрам с оптической ориен"тацией.атомови может быть испольэо 5вано для измерений земного или косми"ческого магнитного поля и его вариаций, а также для метрологических измерений.Цель изобретеяия - повышение точности и стабильности измерений, приводящих к снижению энергопотребленияи массогабаритных характеристик.На фиг. 1 приведена структурнаясхема кнантового Мумагнитометра; нафиг, 2 - структурная схема блока формированиязадержанных сигналов; наФиг. 3 - временные диаграммы выходных напряжений блоков 5, 7, 8 и 9,иллюстрирующие работу магнитометра.Магнитометр (см.фиг.1) содержитпоследовательно соединенные магяито"чувствительный преобраэонатель 1,усилитель 2, фазовый детектор 3,блок 4 управляющего напряжения, перестраинаемый генератор 5, частотомер6, последонательно соединенные блок .7 формирования задержанных сигналов,управляемый коммутатор 8, а также генератор 9 модулирующей частоты. Выход ЗОперестраинаемого генератора 5 подключен ко входу частотомера 6, нторой выход блока 7 соединен с вторымвходом управляемого коммутатора 8,первый выход генератора 9 модулирующей частоты подключен к второму входу фазового .детектора 3, а второйвыход - к управляющему входу управляемого коммутатора 8, выход которого соединен с входом магниточунстнительного преобразователя .Блок 7 формирования задержанногосигнала магнитометра (см.фиг.2) содержит первый триггер 10, инвертор11 и второй триггер 12, причем соединенные друг с другом входы первоготриггера 10 и иннертора 11 соединеныс входом блока 7 формирования за"держанных сигналов, выход инвертора.11 подключен к входу второго триггера 12, а выходы первого и второготриггеров соединяются с первым ивторым выходами блока 7 формированиязадержанных сигналов.55 Магнитометр работает следующим образом,Сигнал с магниточунстнительного преобразователя 1 усиливается уси 35 2лителем 2, выпрямляется фазовым детектором 3 и после фильтрации в блоке 4 управляющего напряжения регулирует частоту перестраиваемого генератора 5. управляемый коммутатор 8 и блок формирования задержанных сигналов 7 осуществляют фазовую манипуляцию радиочастотного сигнала, подаваемого на вход магниточувстни" тельного преобразователя . Частота этой манипуляции задается генерато" ром 9 модулирующей частоты, а величина полной фаэовой девиации ьЧ определяется выражением ьЧ 2 ФЫ где Ф- время задержки сигнала яа первьм выходе блока 7 формирования задержанных сигналов относительно сигнала на вто" ром ныходе этого блока; Г - несущая частота радиочастотного сигнала на входе магниточувствительного преобразователя 1. При этом в течение одного полупериода модулирующей частоты на ныход управляемого коммутатора 8 пос" тупает сигнал с первого выхода блока 7 формирования задержанных сигналов, а в течение другого полупериода - с второго выхода этого блока. Сформи- рованный таким образом фазоманипулированный сигнал, поступая на вход магниточувствительного преобразонателя 1, замыкает цепь антоподстройки частоты перестраиваемого генератора 5, Эта частота, связанная с неличи" ной измеряемого поля через гидро- магнитное отношение атомов рабочего вещества магниточувствительного преобразователя 1, измеряется частото- мером 6.Для К= ьЧ =90 , где К - отношение модулирующей частоты к полуширияе линии магнитного резонанса атомов рабочего вещества, ь - полная фаэовая девиация.1Диапазон изменения частот перестраиваемого генератора 5, соответствует удвоенным. значениям частоты магнитного резонанса, а выходной сигнал перестраиваемого генератора имеет прямоугольную форму. При этом в режиме слежения эа центром линии частота перестраиваемого генератора 5 равна удноенной частоте магнитного резонанса атомов рабочего вещества. От сутствие .смещения центральной частоты сигнала в результате фаэовой ма" нипуляции обеспечивает фиксированное соотношение между частотой перестраиваемого генератора 5, измеряемойЭ 13260354частотомером 6, и несущей частотой последовательно соединенные блок форсигнала на входе магниточувствитель- мирования задержанных сигналов и упного преобразователя 1, что приво- равляемый коммутатор, причем вход блодит к увеличение точности измерений ка формирования задержанных сигналов й долговременной стабильности пока- соединен с выходом перестраиваемого заний по сравнению с прототипом не генератора, второй выход соединен с менее, чем в 5-О раз. вторым входом управляемого коммутатора, управляющий вход которого сое ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1 О динен с вторым выходом генераторамодулирующей частоты, а выход Соединен с входом магннточувствительного преобразователя,1. Квантовый И -магнитометр, со" держащий последовательно соединенный магниточувствительный преобразователь, усилитель, фазовый детектор, блок управляющего напряжения, перестраиваемый генератор и частотомер, а также генератор модулирующей часто.ты, первый выход которого подсоединен .к второму входу фазового детектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности и ста бильности измерений, в него введены 2. Магнитометр по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок формирования задержанных сигналов выполнен в виде двух триггеров и инвер" тора, причем входы певого триггера и инвертора соединены с входом блока, а выходы первого и второго триггеровв соединены с первым и вторым выходами блока1326035 оставитель О. Раевскаяехред М,Ходанич Корректор С. дактор Т. Курко акаэ 3 ое оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Уагород, ул. Проекти Ф 0 Тираж 425ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и113035, Москва, 3-35, Раув Помитета СССкрытий.кая иаб.,