Цифровая магнитовариационная станция

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоциалистическиеРеспубликио делам изабретеиий и открытийИнститут земного магнетизма, ионосферы и распрзстранезнярадиоволн АН СССР и Специальное конструкторское-бюжФизического приборостроения АН СССР(54) ЦИФРОВАЯ МАГНИТОВАРИАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ Изобретение относится к магнитомет- рии и.может найти применение в научных исследованиях и магнитной разведке полезных ископаемых.Известен цифровой магнитовариацнонный преобразователь, содержащий кварце 5 вый магниточувствительный элемент (МЧЭ),чисточник света, фотоэлемент н систему следящего аналого-цифровсе о и цифроаналогового преобразования11.10Известна также цифровая магннтовариационная станция, основанная на использовании кварцевого МЧЭ, содержащая генератор развертки, включенный в цепь отклоняющих колец, источник света, фото 15 электрический прибор, генератор тактовых импульсов н счетчики импульсов, управляющие входы которых связаны с фотоэлектрическим прибором 2.В известных технических решениях изменение взаимного расположения источников света, фотоэлектрического прибора и МЧЭ друг относительно друга, а также изменение параметров фотоэлектрического 2преобразователя приводит к изменению ну-,левого уровня приборов,1 а следовательно,к возникновению погрешностей в измерениях,Наиболее близким к изобретению техническим решением является цифровая магннтоварнационная станция, которая содержит кварцевый, МЧЭ с зеркалом и магнитом на кварцевых растяжках, отклоняющие кольца, генератор развертки, щцпоченный в цепь отклойяющнх колец, генератортактовых импульсов, счетчик импульсов,осветитель и фотоэлектрический прибсез,расположенные за щелевой диафрагмой, атакже дополнительное зеркало, образующеес подвижным зеркалом кварцевого МЧЭуголковый отражатель в положении нульугла закручивания кварцевых расгязкек 31Достоинство данного устройства состоит в том; что используемая в нем опгичесная схема позволяет устранять псерешность в измерениях, связанную с взаимнымперемещением щелевой диафрагмы вместес осветителем и фотоэлектрическим пркбором относительно кварцевого МЧЭ. Однако при юстировке оптической схемы требуется достаточно точная ориентация щелевой диафрагмы параллельно оси вращения подвесного магнита кварцевого МЧЭ.5Повороты диафрагмы относительно этого положения эквивалентны взаимному перемещению осветителя и фотоэлектрического прибора друг относительно друга, чтоприводит к изменению нулевого уровня 10прибора и к погрешностям в измеренияхнапряженности магнитного поля,Так, например, поворот щели на 1 оприводит к эквивалентному взаимному смещению осветителя и фотоэлектрического 15прибора на 0,4 мм при расстоянии междуними в 2 см, что эквивалентно смещению"нуля" прибора на 8 нТ при цене деления20 нТ/мм,Кроме того, временной сдвиг между пе редним фронтом импульса, возникающего навыходе фотоэлектрического прибора, и моментом прохождения магнита МЧЭ через"нуль" угла закручивания кварцевых растяжек, вследствие конечных размеров светового пятна, может изменяться при изменении параметров осветителя и фотоэлектрического прибора, что также приводит к погрешностям в измерении,Целью изобретения является повышение 30точности измерений при упрощении технологии изготовления и юстировки устройстввеПоставленная цель достигается тем,что в цифровую магнитовариационную станцию, содержащую кварцевый магниточувствительный элемент на кварцевых растяжкахс зеркалом, отклоняющие кольца, осветитель, фотоэлектрический прибор, генераторразвертки, включенный в цепь отклоняющих 40колец, генератор тактовых импульсов,счетчик импульсов и дополнительное зеркало, образующее с зеркалом магниточувствительного элемента уголковый отражательв положении "нуль" угла закручивания 45;кварцевых растяжек, введены делитель,частоты на два и коммутирующее устройство, первый вход которого соединен свыходом генератора тактовых, второйавход - с выходом генератора тактовых им пульсов через делитель частоты надва,управляемый вход коммутирующего устройства соединен с выходом фотоэлектрического прибора, а выход - с входом счетчикаимпульсов. 55На чертеже изображена структурная схема цифровой магнитоваривционной станции, включающей в себя фотоэлектрический прибор 1, оптически связанный светом осветителя 2 с дополнительным зеркалом 3 и магнитоиндикаторным зеркалом 4 МЧЭ 5, образующими уголковый отражатель в положении нуль", угла закручивания кварцевых растяжек, на которых подвешено зеркало 4 с магнитом 6, Выход генератора 7 тактовых импульсов (ГТИ) соединен с управляющим входом управляемого гене ратора 8 линейно изменяющегося тока, первым входом коммутирующего устройства 9 и вторым входом устройства 9 через делитель частоты на два 10. Управляемый вход коммутирующего устройства 9 соединен с выходом фотоэлектрического прибо.ра 1, а выход - со входом счетчика импульсов 11. Выход генератора 8 соединен с входом отклоняющих колец 12,в магнитном поле которых находится подвесной магнит 6 МЧЭ 5. Осветитель 2 и фотоэлектрический прибор 1 находятся в фокальной плоскости положительной линзы 13 МЧЭ 5.Устройство работает следующим образом.Импульс с первого выхода ГТИ 7 поступает на вход генератора 8, одновременно со второго выхода ГТИ 7 импульсы с частотойпоступают нв вход счетчика 11 через коммутирующее устройство 9. Линейно нарастающий ток с выхода генератора 8 проходит через отклоняющие кольца 12 и создает внутри этих колец линейно изменяющееся по величине магнитное поле, которое вращает магнит 6 с закрепленным на нем зеркалом 4 МЧЭ 5.Свет осветителя 2, проходящий через положительную линзу 13 на индикаторное 4 и дополнительное 3 зеркала МЧЭ и отраженный ими обратно на линзу 13, фокусируется в фоквльной плоскости в два идентичных световых пятна, расположенных симметрично относительно осветителя 2, При вращении индикаторного зеркала 4 МЧЭ световые пятна движутся на,встречу друг другу.Если фотоэлектрический прибор 1 сдвинут относительно осветителя 2 на угол, меньший половины углового размера светового пятна, то сначала на фотоэлектрический прибор 1 попадет ближайшее к нему световое пятно, в результате чего возникает электрический импульс, передний фронт которого с выхода фотоэлектрического прибора попадет на вход коммутирующего устройства 9, которое подключит к . счетному входу счетчика 11 вместо частоты Г частоту /2 с выхода делителя час5 8838 В 1 4тоты 10, Задний фронт импульса на выхо- ческих элементов устройства уменьшаетде фотоэлектрического прибора, соответст-., трудоемкость настройки н юстировки уствующий моменту схода второго светового ройства.пятна с фотоэлектрического прибора, оста- ., Предложенное техническое решение пойавливает счет на счетчике 11 зволяет исключить щелевую диафрагму вЕсли фотоэлектрический прибор 1 сдви- в качестве источника света использоватьнут относительно осветителя 2 на угол, светящуюся нить, а следовательно, снизитьбольший половины углового размера све- энергопотреблениз без снижения точноститового пятна, то на выходе фотоэлектриче- нзмереннйского прибора возникнут два электрических 1 Оимпульса, соответствующих прохождениюпо рабочей поверхности фотоэлектрическо- ф о р м у л а и з о б р е т е н и яго прибора первого и втсрого световых пя-,тен. В этом случае коммутирующее уст- Цифровая магнитовариационная станция,ройство 9 работает таким образом, что по 15 содержащая кварцевый магниточувствительпереднему фронту электрического импульса ный элемент с зеркалом и магнитом наобусловленного прохождением через фото- кварцевых растяжках, отклоняющие кольца,электрический прибор первого светового осветитель, фотоэлектрический прибор, ге. - :пятна, оно подключает к счетному входу нератор развертки, включенный в цепь отсчетчика 11 вместо частоты Г частотуГ/2 э клоняющих колец, генератор тактовых нмс выхода делителя частоты 10, а задним пульсов, счетчик импульсов и дополнительфронтом второго импульса, соответствую- ное зеркало, образующее с зеркалом маг-"щего сходу второго светового пятна с фо- ниточувствительного элемента уголковыйтоэлектрического прибора, коммутирующее отражатель в положении нуль угла закустройство 9 останавливает счет на счет р чнвання кварцевых раотяжек, о т л и -чике 11, ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повыВ устройстве уменьшение влияния дрей- щения точности измерений при упрощениифа электрических и геометрыческих пара- технологиы изготовления и юстировки, вметров устройства на точность измерения нее дополнительно введены делитель час 1достигается тем, что используется сим- Зо готы на два и коммутирующее устройство,метрия и идентичность двух световых пя- первый вход которого соединен с выходомтен, проходящих через одно фотоэлектри- генератора тактовых импульсов, второйЪческое устройство за малый промежуток вход - с выходом генератора тактовыхвремени (меньше 0,1 с, за который элект- импульсов через делитель частоты на два,рические и геометрические параметры элеуправляемый вход коммутнрующего устройментов устройства практически не изменя- ства соединен с выходом фотоэлектрнчесются. кого прибора, а выход - со входом счетПри делении интервала времени между чика импульсов.передним фронтом первого импульса и зад- Источники информации,ним фронтом второго импульса пополам, 40 принятые во внимание при экспертизепогрешности, связанные с дрейфом, взаим. Авторское свидетельство СССРно исключаются, поскольку полученный мо-% 577495, кл. 5 01 Ч 3/00, 1976,мент времени соответствует моменту про:" 2. Авторское свидетельство СССРхождения магнита МЧЭ через нульф угла .И 577406, кл. 6 01 У 3/00, 1976.закручивания кварцевых растяжек, 45 3. Авторское свидетельство СССРКроме того, сниженню требований к % 637691, кл. О 01 Ч 3/00, 1977геометрии взаимного расположения опта- (прототип),кмар рект еда Л, Утехина оставтель В. Майхред Н.КелушакПодп Заказ 5667/22 ТВНИИПИ Государствпо дедам изобрете113035, Москва, Ж-Зф