Магнитометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Y 3/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3813630/25 (22) 20.11.84 (46) 23.05.93. Бюл. N. 19

P t) Научно-производственное обьединение по рудной геофизике "Рудгеофизика" (72) В.Л.Канторович, H.Á.Клевер и

Б.И.Смирнов (56) Ротштейн А.я., Цирель В.С, Протонные геомагнитометры. М.: Госгеолтехиздат.

1963, с, 16-17.

Авторское свидетельство СССР

М 405097, кл. 6 01 Y 3/14, 1971. (54)(57) 1. МАГНИТОМЕТР, содержащий программное устройство, выходы которого соединены с входами управления магниточувствительного блока и первой схемы синхронизации, причем выход магниточувствительного блока соединен с сигнальным входом первой схемы синхронизации и с вторым входом первой схемы совпадений, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с вторым входом второй схемы совпадений, цифровой вычислитель, выход которого соединен с входом регистратора, причем выходы первой и второй схем совпадений соединены соответственно с входами счетчика периодов сигнала прецессии и счетчика периодов эталонной частоты, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, содержит формирователь меток, вторую схему синхронизации, счетчик меток, делитель на три, формирователь времени паузы, третью схему совпадений, RS-триггер, первый и второй элементы задержки, первый и второй буферные регистры, причем первый входформирователя меток и вход установки единицы RS-триггера соединены с выходом первой схемы синхронизации, выход RS Ж,„, 1245108 Al триггера соединен с первыми входами первой и второй схем совпадений, второй вход формирователя меток соединен с выходом генератора эталонной частоты, а выход формирователя меток соединен с первым входом второй схемы синхронизации, второй вход которой подключен к выходу магниточувствительного блока, выход второй схемы синхронизации подключен к входу счетчика меток и первому входу третьей схемы совпадения, выход счетчика меток соединен с входом делителя на три и первым входом формирователя паузы, выход делителя на три соединен с входом установки нуля RSтриггера и с вторым входом формирователя паузы, а выход формирователя паузы подключен к второму входу третьей схемы совпадения, выход которой через первый элемент задержки подключен к входам за- Я писи первого и второго буферных регистров и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с входом синхронизации цифрового вычислителя, информационные входы которого соединены с выходами первого и второго буферных регистров, причем информационные входы первого буферного регистра подключены к разрядным выходам счетчика периодов сигнала прецессии, а информационные входы второго буферного + " регистра подключены к разрядным выходам Я счетчика периодов эталонной частоты.

2.Магнитометр поп.1,отличающий- С1 с я тем, что, с целью подавления периодиче- QQ ской помехи, формирователь меток выполнен в виде пересчетной схемы с коэффициентом пересчета, равным произведению половины значения периода помехи на значение зталонной частоты, деленному на коэффициент пересчета счетчика меток.

1245108

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для измерения слабого магнитного поля, например геомагнитного при поиске и разведке полезных ископаемых. 5

Цель изобретения — повышение точности магнитометра и подавление периодической помехи, На чертеже представлена структурная схема магнитометра. 10

Он содержит магниточувствительный, блок 1, программное устройство 2, источник

3 эталонной частоты, первую схему 4 синхронизации, RS-триггер 5, первую схему 6 совпадений, вторую схему 7 совпадений, "5 счетчик 8 периодов сигнала прецессии, счетчик 9 периодов эталонной частоты, формирователь 10 меток, вторую схему 11 синхронизации, счетчик 12 меток, делитель 13 на три, формирователь 14 времени паузы, 20 третью схему 15 совпадений, первый элемент16 задержки, второй элемент 17 задержки, первый буферный регистр 18, второй буферный регистр 19, цифровой вычислитель 20. регистратор 21. 25

Магнитометр работает следующим образом. По сигналу программного устройства 2, который соответствует началу цикла измерения периода сигнала прецессии, на выходе первой схемы синхронизации4, син- 30 хронно с ближайшим «10 времени отрицательным фронтом сигнала прецессии, создаваемым магниточувствительным блоком 1, появляется импульс команды, переводящий RS-триггер 5 в состояние "1". При 35 этом первая и вторая схемы 6 и 7 совпадений соответственно начинают пропускать на входы счетчика 8 периодов сигнала прецессии и счетчика 9 периодов эталонной частоты соответствующие, сигналы прецес- 40 сии и эталонной частоты, Одновременно начинает свою работу формирователь меток

10, вырабатыва«ощий импульсы, следующие через равные интервалы времени. В результате синхронизации импульсов формирова- "5 теля 10 с одноименными, например отрицательными, фронтами сигнала прецессии на выходе второй схемы 11 синхронизации появляется последовательность синхронизированных меток времени, подсчитываемых счетчиком 12 меток. До момента появления на выходе счетчика 12 меток первого импульса-сигнала переполнения формирователь 14 времени паузы выраба.« ывает сигнал разрешения на прохожде««ие последовательности синхронизированных меток с выхода второй схемы

11 синхронизации через третью схему 15 совпадения и первый элемент 18 задержки на входы разрешения записи первого 18 и второго 19 буферных регистров, а также через второй элемент 17 задержки на вход синхронизации цифрового вычислителя (микроЭВМ) 20.

Под действием импульсов последовательности синхронизированных меток, поступающих на входы разрешения записи первого 18 и второго 19 буферных регистров, в них записываются значения отсчетов, т.е. текущая информация об.отсчетах, присутствующая на кодовых выходах счетчиков

8 и 9 периодов сигнала прецессии и эталонной частоты в моменты прихода очередных импульсов последовательности синхронизированных меток. Записанная в первый 18 и второй 19 буферные регистры текущая информация переписывается в памяти цифрового вычислителя 20 по командам задержанных импульсов последовательности синхронизированных меток, поступающим на вход синхронизации цифрового вычислителя 20 с выхода второго элемента

17 задержки. Первый 16 и второй 17 элементы задержки, таким образом, предотвраща«от запись текущих отсчетов в первый 18 и второй 19 буферные регистры и в память цифрового вычислителя 20 в моменты переключения счетчиков 8 и 9 и первого 18 и второго 19 буферных регистров.

После появления первого сигнала переполнения на выходе счетчика 12 меток формирователь 14 времени паузы запрещает прохождение импульсов последовательности синхронизированных меток через третью схему 15 совпадений и тем самым запрещает запись значений отсчетов с кодовых выходов счетчиков 8 и 9. Второй сигнал переполнения с выхода счетчика.12 меток вновь разрешает прохождение импульсов последовательности синхронизированных меток через третью схему 15 совпадений, при этом возобновляется запись отсчетов с кодовых выходов счетчиков 8 и 9. После третьего сигнала переполнения счетчика 12 меток срабатывает делитель 13 на три, переводящий RS-триггер 5 в состояние "0" и выключающий с помощью формирователя

14 времени паузы третью схему 15 совпадения. Одновременно RS-триггер 5 запрещает прохождение сигналов прецессии и эталонной частоты соответственно через первую 6 и вторую 7 схемы совпадений, на входы счетчиков 8 и 9. Таким образом, за время работы счетчиков 8 и 9 формируются и записываются в память цифрового вычислителя

20 две серии значений их отсчетов, одинаковые по числу отсчетов и разделенные во времени паузой, длительность которой практически совпадает с длительностью каждой из серий значений отсчетов.

1245108

Составитель В.Попадько

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Куль

Редактор Т.Клюки на

Заказ 1977 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

После прекращения работы счетчиков 8 и 9 завершается первая часть процесса измерения значения индукции магнитного поля и начинается вторая часть — вычисление этого значения по значениям накопленных 5 отсчетов. Цифровой вычислитель 20 вычисляет среднее значение периода сигнала прецессии, а затем вычисляет значение обратной величины этого периода, т.е. частоты сигнала прецессии, которая после масшта- 10 бирования —. умножения на постоянное чис. ло — в виде значения измеренной индукции поля выдается на регистратор 21, например на визуальное декадное цифровое табло или на дисплей. 15

Под действием периодической магнитной помехи фаза сигнала прецессии испытывает соответствующие периодические

9Д колебания, приводящие к раэбросу значений измеренной индукции поля и снижению точности измерений. В магнитометре формирователь меток выполнен в виде пересчетной схемы, в которой временной интервал между метками, имеющими одинаковые порядковые номера в сериях, сформированных до паузы и после паузы, равняется периоду помехи. Это соотноше-, ние обеспечивается тем, что коэффициент пересчета формирователя меток выбран равным произведению половины значения периода помехи на значение эталонной частоты, деленному на коэффициент пересчета счетчика меток времени. При этом на выходе магнитометра среднее значенйе периодической помехи за время измерения (счета периодов эталонной частоты) оказывается равным нулю.