Патент ссср 407372

 

407372

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.Х11.1971 (Ж 1720371/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 21.XI.1973. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 24Л.1974.Ч,Кл. G 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

УДК 531.74:531.14 (088.82

Авторы изо бретения

Л. П. Григорьев, Е. И. Виноградов, Е. С. Лебяжьева и А. Б. Михайлов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования на основе квантовой магнитометрии.

Известны устройства для измерения угловых перемещений, содержащие постоянный магнит, закрепленный на основании, модуляционную катушку, расположенную на одном из полкгсов магнита и подключенную к одному выходу модуляционного генератора, второй выход которого подключен к одному входу спинового генератора, другой вход которого соединен с датчиком ядерного магнитного резонанса, расположенного на входном валу и помещенного внутри катушки стабильного тока, подключенной через ключ к стабилизатору тока, выход спинового генератора соединен с одним входом частотного дискриминатора, к другому входу которого подключен генератор опорной частоты.

К недостаткам известных устройств относится то, что в нпх используется сложный преобразователь угол †к на основе кодового диска, а также два вала, причем выходной вал связан с приводом редуктора, применение которого нс может обеспечить требуемой точности соосности входного и выходного валов и точности работы, например, электромеханичсского привода из-за люфтов, зоны нечувствительности и т. д. Известные устройства еще больше усложняются при использовании дпфференцпальпой схемы для уменьшения влияния нестабильности магнитных полей при измерении уг:10Bblx перемещений с высокой точностью. К недостаткам известных устройств можно отнести также уменьшение диапазона измеряемых углов прп повышении коэффициента редукции.

Предложенное устройство для измерения угловых перемещений отличается тем, что в него введены запоминающее устройство, ключ, усилитель и катушка подмагнпчивания, причем катушка подмагничивания расположена на постоянном магните и подключена через последовательно соединенные запоминающее устройство, усилитель и ключ к выходу частотного дискриминатора.

Это позволило повысить точность и надежность работы устройства.

На чертеже приведена блок-схема оппсы2р ваемого устройства.

Устронство для измерения уг 10Bhlx перемещений содержит постоянный магнит 1, модуляционную катушку 2, вал 8 с датчиком ядерного магнитного резонанса, расположенным на оси вала, катушку 4 стабильного тока, модуляционный генератор 5. спиновый генератор 6, генератор 7 опорной частоты, частотньш дискриминатор 8, ключи 9 и 10, прецизионный стабилизатор тока 11. блок управления

12, усилитель 18 постоянного тока, запомина407372

1,>

2) ;> i)

3>> .10

4:> ющее устройство 14, основание 15, катушку подмагничивания 1б.

На неподвижном основании 15 установлен магнит с модуляционной катушкой 2.и катушкой подмагничива ния 1б. На вращающемся валу 8 с датчиком ядерного магнитного резонанса закреплена катушка 4 стабильного тока. Катушка 4 подключена в качестве индуктивности резонансного LC-контура к спиновому генератору б.

При работе модуляционного генератора 5 система автоматической подстройки частоты спинового генератора устанавливает частоту генератора 5 так, что с высокой точностью выполняется основное соотношение ядерного магнитного резонанса:

1.,=у.В, где )" — частота спинового генератора;

B — индукция магнитного поля в объеме датчика ядерного магнитного резо нанса;

Y — гидромагнитная константа вещества датчика ядерного магнитного резонанса.

Блок управления 12 осуществляет коммутацию ключей 9, 10 и запуск частотомера (команда «старт») . Ключ 9 переключается блоком управления 12, например, при скважности, равной двум, при длительности периода порядка 1 — 10 сек. При замыкании ключа 9 по катушке 4 начинает протекать ток 1 . прецизионного стабилизатора тока 11.

Через некоторый промежуток времени, порядка нескольких сотен миллисекунд, после замыкания ключа 9 выдается сигнал «старт»

ia запуск частотомера. При этом с выхода спинового генератора б на выход устройства поступает сигнал с частотой !", пропорциональной индукции поля В». в объеме датчика ядерного магнитного резонанса. Вр: является векторной суммой индукции В. поля постоянного магнита и индукции В> поля, создаваемого током в катушке 4 стабильного тока. Индукция В>.: меняется при угловом перемещении вала 8.

По прошествии половины периода ключ 9 размыкается. Катушка 4 обесточивается. Выдается команда «стоп».

Через некоторый промежуток времени, порядка нескольких сотен миллисекунд, замыкается ключ 10. При этом на вход запоминающего устройства 14 через усилитель 18 постояиного тока с выхода частотного дискриминатора 8 поступает управляющее напряжение

О> р, пропорциональное величине ухода частоты fcr, от частоты fan генератора 7 опорной частоты, причем уход частоты 1- пропорционален уходу поля магнита 1 от номинальной величины Во.

Запоминающее устройство 14 (например, аналогового емкостного типа) поддерживает. в катушке подмагничивания 16 ток У.е определенной величины, пропорциональной;-игналу рассогласования с!> v в течение всего периода времени до прихода следующего импульса с блока управления 12, замыкающего ключ 10.

Таким образом, с помощью спинового генератора б, системы ключей 9 и 10, блока управления 12, генератора 7 опорной частоты, частотного дискриминатора 8 и запоминающего устройства 14 осуществляется попеременно измерение углового перемещения и стабилизация поля магнита 1, что повышает точность измерения углового перемещения в цифровой фор ме.

Предмет изобретения

Устройство для измерения угловых перемещений, содержащее постоянный магнит, закрепленный на основании, модуляционную катушку, расположенную на одном из полюсов магнита и подключенную к одному выходу модуляционного генератора, второй выход которого подключен к одному входу спинового генератора, другой вход которого соединен с датчиком ядерного магнитного резонанса, расположенного на входном:валу и помещенного внутри .катушки стабильного тока, под ключенной через ключ к стабилизатору тока, выход спинового генератора соединен с одним входом частот ного дискриминатора, к другому входу которого под клю чен генератор опорной частоты отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, в него введены запоминающее устройство, ключ, усилитель и катушка подмагничивания, причем катушка подмагничивания расположена на постоянном магните и подключена через последовательно соеди ненные запоминающее устройство, усилитель и ключ к выходу частотного дискриминатора. 407372 Состави гель В. Рыгалин Техред А. Камышникова

Корректор Е. Хмелева

Редактор Б. Нанкина

Изд. ¹ 1069 Тираж 602 Подписное

111!ИИП11 Государственного комитета Совета Ми1ип тров ССС1з по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раугпская иаб., д. 4/5

Заказ 989

Обл. тип, Костромского управления издательств, полиграфпи и книжной торговли