416723

416723 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советсю 1 хСоциалистическихРеспублик К АВТОРОЫ,МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВИДЕтСЛ ьС ьв я,х,( 1484589/18-9 Я) висимое от ант. Ч 1 хС) 08 с 9/04 Заявлено 26.Х.19 О с присоединением з Приоритет сударствеиный комет овета Ыиииотров ССС по делам изобретенийи открытий УД 1 х 681.325(088.8 974. Бю.лстснь7 описашя 10 Л 11.1974 и ) О,)иовапоата опубликов НГ Авторизобрегешя С, Михайловский е- -1В. иреиско ститут физики аяьитсль Т Ч И К У ГЛ О В ЫХ П Е." ЕМ Е Ш Е Р И Й 1 хро )е магнитно дечника него орт шению съемныаВОЗО)ЧКД(. вьиол нсня ра м.цен по ложепны ПО ГССОВО,и вну Гр) и по отно Лпппсй 1того, спссм; го резонансасоленоида с гонально ра руг к другу виткоа:. Изобретение относится к технике измереш;неэлектрических величин радиотехническими и электротехническими средствами, в частности к области измерения и регистрации малых линейных и угловых перемещений в инерциальной системе отсчета, и может быть использовано для ориентации исследуетОн о объекта с высокой точнос",ью и регистрации крайне .,1 ялых Вели 1 ин перемещения, я также магнитометр а, обладаощего высокой чувствп тельностью и хорошими направленными свойствами, для евервысокой стабилизацпп величины магнитного поля электромагнитов и в области ква)товой Гивоскопии, использующей гиротрогшыс свойства твердого тела для соз дания гироскопов без вращающихся частей.Известен датчик угля с прп)ененнем магнитно.) :ленкн, ссновянь й Н 11 свойстве спОН танной нямяИ)нченностп ферромагшг Ной пленки пзмспять частоту прсцесс;, в зависп мости т направления эффектишОси м .Гни: - ПОГО ПОЛЯ О НОСИТ СЛЬНО ОСП )ГНИТПО ЯННЗО.РОГИ НЛСНКИ.Однако такой прибор не позвол:.е. НепосредстВВИПО Оценивать углы поворота плен:.и 25 отноис Гелыюго внешнего неподвижного м:.гнитпого поля, приложенного перпендикулярно к плоскости и:1 енки. Амплитуда сигналавыходе прибора сложным образом связана с углом ПОВОГ)от а плоскости датчика. 30 1 ель изобре)снп)повьпненне чувствп 1 ельностн и непосредственный отсчет малых углов поворота датчика.для этого преддагаемый прибор содержит с.:еснтели, усилители промежуточной частот.1, настраивае.Гый гетеродин, амплРГудны детектор, индпкяОр нуля, источник компснснруо;пего напряжешя и систему возбукде шя ферромагнитного резонанса, причем вход первого смесптеля соединен с генератором накачки фер ром ягпптпого резонанса, я выход через первь)й уснлител Промежуточн 011 часоты соедпнсн с пе;. ьым входом второго смесителя, второ В.,од которого сседш)ен с наст рянвяемым гетеродпном, я выход второго смеспСля через второй уснлнтсль промежуГоч)о 1 ГГ)стоть) соединен с 1)ходом я: пл)г 1- ного дс Гектора Выход которого соедннен с ВХГД,)М СЕ,СИТ)ВНГ)Г.) Х(н,11 ЕЛ)1 .ПЗКО); Ч;)С- т. Выход сн 1;х 1)опного:е Гск Горя н:)кл 1 О)сн 1, ПДИК,О)У Н 5 Л 51, Ь ИСТО Н Н К ПОС; О Н ГЙГГ) напр".жснн) соединен с снстеОй возб)")клео)фее рс)Игпи ного резонанса.5 10 15 20 25 30 На фиг. 1 изображена блок-схем грс;1 лягаемого датчика угловых псремс цсП,1;я фиг. 2 сигналы, нао;1:с.,асмьс наОсиллОГ 1 эяфя В П 1 эоцсссс 1 яст.эок дя 11 кя, Где алиния ферро)яагнипого резонанса в линейно) ре)кпмс возоуждсппя в масштабе, пропорцпопальом разверКс )ягпитнс)го пол; злск 5 чом 1 Нита нолем .05 у;ируОГцпх кя Тушек; а -- линия Ч)ерромагнитнсэго резонанс 1 ц)и нелинейно)1 рсКиме накачки 11)ерромяг. нигпого резонанса, вызванном увсличсшсм 2 МПЛ 1 ГУДЫ ВЫСОКОЧЯСОТНОГО ПО;1 Я В 1 ОЛОСКОВой линии; с - линия генерации, наведен 25системс Возбужденп 5 фе 1)ромапитного 1)езонанса параметрически.;и колебаниями ня 1 гагниченности пленки, +- Н - амплпуда поля Модуляции; на фиГ. 3 - конст 1 эукци системы возбуждения феррома.нитного резонанса, содержащая сьемный виток, возбуждающуо полосковуо липшо и компенсирующий соленоид (показны также апрявлснпя п;)ило)кешых к пленке магннтнь. Полей).ДГ 1 тчнк угловых перемещений содержиГс нератор 1 накачки ферромагшГного резонанса, магнитную пленку 2, систему 8 1,2 уж депия ферромагнитного резонанса, с,)лснопд 4 постоянного магнитного поля (зг кромагнит), магнитное поле которого приложено перпендикулярно к плоскосп плс:1.; и пмсст величину, необходиму:о для ьозьгКповсния ферромагнитного резонанса ня фикспрова;1- ной частоте генератора пгкачкн, смссптель б, Гете)одином КО 10 ИО 0 5:вется Гс.ератор н 1- качки, усилптель П 1 ) ) ежу-оч но;яс; оты Второй смсситсль 7 Сгряпвае)ы. ГсСродп: 8, усилитель 9 прослежуо но 1 часто.ы Второй ступени нреооразованпя, ямплптудп: : Дстс).- тор 10, селективный ус;Лите.ь 1. настроенный на частоту модуляционного но, я обмоэк 12 соленоида 4 генсрато 1) 13 низкочастоПо модул 5 ции, синх 1 эопньй дстскГО) 14, пн,11 к 1- 1(м) нул 51 или с 210 нпсец 10 и ис Отнн( компенсирующего напря)кения 1 б 1 ЛБ -- ось поВО 1)ота плоскостп плсн(и, ПП - гсреклОчатели рода работ).Для работы датчика угловых перемещений необходимо постоянны) ма Гни 1 ны. ПО;1 е)1 электромагни,а 4 осуществить условие ферромагнитного резонанса на фиксированно: частоте генератора 1.Соотношение );,жду часто:ой с)ср)омяпГГ- нсГО рсзопяпся г и величнно 1 нс)л 5 Н, 0;энс 1- т.роваппого точно нсрнс.5 уг р;о к ТоскоСИ ПЛСНКИ, СЛСДУ:ОНСе: где у = 2,8 мгц/э - гиром агнптпос о. Ношение; с -- Насмагнгценность образ:12 нгОКп,4)тс = 103; Н 1; - -Величина поля янизо )Опии в и;1 сОко сти пленки.Наблюдение ферромагнитного резонанса в магнитном поле Н на частоте 1 осущесвлясг ся в положепии 1 переключателя рода рябо 35 40 45 50 55 ОО 65 4ты П, П, сс".и Гееродин 8 астро эь на час)оу / - 1, ггс А 1 - ясэзгя:ястрой (и мс 1- ,птслпромс)1(утс:1 ч". час О 11 9.Сигнал с амплитудного дсэскторя 10 можно аблОдать пя осциллографе. На экране его прп модугнцпп величины Н с помспцыо персмсного эяг:Птного Оля кягушск 12 пабл:о)1 с гс 1,Нни 51 сиПял: фср 1 п)ъягнитн)ГО рсзо. ня ся 1 см. ) Пг. а) .агес увеличивяюг нянряженис выходя гс ператора накачки 1 до возникновення сушсст 1 эснно нелинсйньх 2)1 Глиу ферэс)агнитноГО резонанса.зя эк 1)ане ОсциллОГряфя паол:0 дают линию нелинейного ферромяпнг;ного резонанс 1 1 см. фиГ. 2 0) .Бег Пчину пост 051 пнОГО поля электр омапитя смещают до значеия, соответствуюего точке А на фиг. 2 б,Перекл очатеть ПГ 1 затем ставится в положение 1Работа датчика угловых перемещений осовянс П 5 в,1 енин ВОзбу)кдсни 5 пара)етргче. ских колебаний намагпичешостп ферромагнитной пленки на частоте, о;личающсйся от частоь 1 ОГ од 1(ач 1(п и зависимости ампли туды колебания и величины поля Н, в когором существуют эти параметрические колебания о; ориентации плоскости ферромагнитной пленки о.Осиегн.но направления Н. Сигнал, наведен;ый колебаниями намагниченности пленки в сьемном ви 5 п(е частоты Р поступает ня смссптель 5, у которого гетеро- ;1 ИПСЭМ ЯВЛЯСТС 5 ЯсГа СИГНапа ЧЯСТ 01 Ы НЯКВЧ- ки /, снимается с гене;)атора 1. Промежуточная частота преобразования / - Р поступает на усилитель б и затем па второй каскад гетеродиппого преобразования, сосзоящий из смссизеля 7 и настраиваемого гетеродина 8, сигнал вто;,)ой проме)куточш)й частоты поступсет В ус"11 итель 3 и затсм ня ."1 пли 1 удпы 51 детектор 10.11 а фиг. 2 в показана амлитуда низкочастотной модул 51 ции и)инимасмОГО сиГнал 2 1 астоты Г с помощью магнитного поля модуля. ционпых катушек 12. 11 а фиг. 2 в показана область существования колебания намагни. ченности на частоте Г в магнитном поле Н, Ширина области обычного порядка 10 - , а положение в поле Н крайне чувствительно к определснной орпепации магнитной пленки относиГелш 0 маГнитИГО поля Н.Зятем чстанавлпваОт Глубпнч модулируюцсго поля обмотки 12, необходимую для осу. щсствления дифа)ерепциального сканирования лппии на фиг, 2 з.После прохождения принимаемого сипала через селективный низкочастотньш усилитель, настроеппьш ня частоту модуляции магнитного ноля Н, и сннхронньш деэсктор 14, па выходе получ носиГнал, иэопорциональныи п 1 эо пзводной линии па фиг. 2 б. Если зафиксироВаь знчсн 1 с поля Н В максимум линии на срип 2 В,О . 2 Выходе детекгора 14 напряжение равно нулю.(рад), И О Поворот плоскости ферромагнитной пленки относительно фиксировацного по везичпне и направлению магнитного поля на угол д вокруг оси АВ сдвигает максимум линии генерации частоты Р на фиг. 2 в в иное значение Н.На выходе детектора 14 возникает сигнал определенной величины и полярности, регистрируемый индикатором нуля или самописцем 15.Источником компенсирующего постоянного напряжения 16 подбирается магнитное поле компенсриующего соленоида такой величины, чтобы оцо компенсировало составляющую поля Н в плоскости пленки, возникшую в результате поворота пленки вокруг оси АВ ца угол . Компенсация производится по установлению начального напряжения выхода детектора, равного нулю.Угол отклонения плоскости магнитной пленки от первоначального положения определяется из соотношения где Й - постоянная соленоида компенсации,э/а;1 - ток обмотки соленоида компенсации, а;Н - значение поля электромагнита, э. Ошибка измерения известными метода ми может быть не более 0,1%.Система возбуждения ферромагнитного резонанса состоит из секции короткозамкнутой полосковой линии (см. фиг. 3), являющейся нагрузкой генератора накачки; съемного вит. ка 18, ортогонального высокочастотному магнитному полю полосковой линии; магнитной пленки, напыленной на стеклянную подложку 19 и ориентированной осью легкого намагничивания вдоль Й; соленоида компенсирующего магнитного поля 20; диаграммы ориентации приложенных к плоскости магнитной пленке полей.На фиг. 3 приняты следующие буквенные обозначения: Н - поле электромагнита; гг - высокочастотное поле полосковой линии; Н - поле компенсирующего соленоида; АВ - ось поворота плоскости пленки.В полосковой линии 17 генератором накачки создается высокочастотное поле lг, взаимодействующее с намагниченностью магнитной пленки. В определенном значении магнитного поля Н возникает незатухающая прецессия намагниченности вокруг поля Н с частотой генератора накачки. 25 30 35 40 45 50 55 С ростом амплитуды гг растет амплитуда прецессии. Но дальнейший рост ее ограничивается нелинейными эффектами прецессии. Одним из нцх является рост амплитуды колебаний намагниченности на частотах, отличающихся от частоты поля гг, Эти колебания улавливаются съемным витком 18.Если плоскость пленки повернуть ца це. большой угол р=10 - ф рад вокруг осц АВ, то возникает составляющая поля Н ( = 10+4 э) вдоль плоскости пленки Н 1 д р= 10 в " э. Подбирая направление и величину постоянного поля Н, создаваемого соленоидом 20, компенсируют составляющую в плоскости от поля Н, при этомН=НПредмет изобретения 1. Датчик угловых перемещений, содержащий высокочастотцый гецератор накачки ферромагнитного резонанса, селективный усилитель низкой частоты, соедиченный через синхроццьш детектор с гецератором низкочастотной модуляции, и соленоид постоянного магцитцого поля, в зазоре сердечника которого размещена тонкая магнитная пленка, нанесенная ца стеклянную подложку, о т л ж ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и непосредственного отсчета малых углсв поворота датчика, оч содержит смесптели, усилители промежуточной частоты, настраиваемыйй гетеродпн, амплитудный детектор, нц. дикатор нуля, источник компецсцр 1 юцгег напряжения и систему возбуждения ферромагнитного резонанса, причем вход первого смесителя соединен с генератором накачки ферромагнитного резонанса, а выход через первый усилитель промежуточной частоты седццец с первым входом второго смеспеля. второй вход которого соединен с настраиваемым гетеродином, а выход второго смесителя через второй усилитель промежуточной ьастоты соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с входом селектцвного усилителя низкой частоты, выход сцц. хронного детектора подключен и индикатору нуля, а источник постоянного напряжения соединен с системой возбуждения ферромагнитного резонанса.2. Датчик по и. 1, отлггчаюцггг 1 ся тем, чт система возбуждения ферромагнитного резонанса выполнена в виде сердечника соленоида с размещенными внутри него ортогоцильц расположенными по отношению друг к другу полосковоц линнея и съемным витком.7 г 1 :, кг, ц . Кваноигг Сосга ггггств Ь. Черенкова Го/,с,к;ц( в. 10 снпова11.:т,;с 530 Тираж 624 Подписно ,срасрствснного ко;,:нтета Совета Министров лссатг наэбретеггггй и открытий