SU1545176A1 - Устройство дл измерени посто нного магнитного пол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  посто нных магнитных полей методом  дерного магнитного резонанса (ЯМР) с использованием частотной модул ции радиочастотного магнитного пол , в котором находитс   дерный образец. Цель - упрощение устройства и повышение точности измерений в единицах магнитного пол . В устройство введены блоки, формирующие гармонический сигнал модул ции частоты автодина с периодом, кратным обратному значению гиромагнитного отношени   дер образца. Суммирование периодов частоты автодина при ЯМР осуществл етс  частотомером, врем  измерени  которого кратно периоду сигнала модул ции. Сигналы ЯМР с автодина поданы на индикаторное устройство через фильтр высоких частот с частотой среза в интервале между первой и третьей гармониками частоты модул ции, что существенно повышает отношение сигнала к шуму при регистрации ЯМР и результирующую точность измерени  магнитных полей.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике,а именно к технике измерени  посто нных магнитных полей методом  дерного магнитного резонанса (ЯМР).

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности измерени  в единицах магнитного пол .

На фиг„1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - форма модул ции частоты автодина; на фиг.З - сигналы ЯМР; на фиг.4 - счетные импульсы в частотомере.

Устройство содержит датчик 1 ЯМР, автодин 2, частотомер 3, индикатор 4 сигнала ЯМР, кварцевый генератор 5, первый делитель 6 частоты, второй

делитель 7 частоты, симметричный интегратор 8, фильтр 9 низких частот (н.ч.), фильтр 10 высоких частот (в. ч.), управл емый усилитель 11.

Устройство работает следующим образом ,i

Датчик 1 ЯМГ состоит из катушки с  дерным образцом внутри нее и помещаетс  в измер емое посто нное магнитное поле Brt3(vv. В катушке возбуждаетс  радиочастотное (р.ч.) магнитное поле, так как катушка св зана с авто- дином 2,  вл  сь частью его р.ч. контура . Частота F автодина модулируетс  внешним гармоническим сигналом с периодом Тм()Д(фиг.2) и глубиной модул ции ±dF (больше или меHI me

СП СП

о

10

15

ширины сигнала ЯМР) с целью дискриминации ЯМР. Дл  определени  Внзмчасто™ ту F автодина 2 подстраивают так, что, подава  сигнал ЯМР с автодина через в,ч. фильтр 10 на индикатор 4 сигнала ЯМР, с его помощью фиксиру- ют условие ЯМР (фиг.З),

В устройстве с помощью последовательно включенных блоков (кварцевого генератора 5, первого делител  6 частоты, симметричного интегратора 8, фильтра 9 н.ч. и управл емого усли- тел  11) осуществл етс  гармоническа  модул ци  F автодича с периодом Тмод кратным обратному значению гиромагнитного отношени , например, птэо- тонов. Возможно, например, численное значение Тмод 23,48736 мс (fMtvf42ruJ,

Дл  измерени  F (среднего значе- р ни ) необходимо суммировать число периодов в пределах периода Тмо .

При линейной модул ции частоты CflF/F Ј0,01) сумма числа периодов равна средней частоте за период Тмод. При этом не существенно,когда начинать счет перйодов,врем  счета точно равно Т,дод и сумма периодов остаетс  посто нной.

Численно сумма периодов за Т д .,„

MOV зи соответствует значению измер емого

магнитного пол  ВИЗЛАВ единицах Тесла, если предварительно прчборно согласовать с ВИЗм положение разр дной зап той в сумме.

Точное соответствие Т ., и Т опре-35

ЛЛО|Ц И ЗМ

дел етс  с помощью пр моугольного сигнала с выхода первого делител 

25

частоты, имеющего период Т

тод

через

второй делитель частоты на вход Врем  измерени  частотомера 3. За- дава  различные коэффициенты пересчета второго делител  (например, 2 или 20)

возможно увеличивать Т кратно

Мод

чтобы повысить точность измерени  частоты (магнитного пол ).

Частота среза фильтров н.ч. и в.ч выбираетс  в интервале частот мевду первой и третьей гармониками частоты модод ции по следукщим причинам. На вход фильтра н„ч„ поступает сигнал в виде симметричной пилы, состо щей из 1,3,5... гармонически составл ющих , из которых только первую гармонику должен пропустить фильтр н.ч. Фильтр в.ч о должен подавить в измерительном канале в основном первую гармонику, котэрач при частотной модул ци  в автодине

0

5

р

„

и

5

5

0

5

0

5

из-за соответствующего изменени  добротности контура и по влени  в св зи с этим амплитудной модул ции в выходном сигнале. Из-за возможных нелинейностей в некоторых элементах схемы в выходном сигнале может по витьс  и паразитна  втора  гармоника, хот  и мала  по амплитуде,

Claims (1)

1. Предлагаемое устройство может работать при амплитудах частотной модул ции больших и меньших ширины сигнала ЯМР (интегральный и дифференциальный подход), устройство че требует дополнительного оборудовани  дл  управлени  системой модул ции при иэмерени к, что приводит к снижению погрешности - измерений. В устройстве возможны существенные вариации в величинах Тмоди Ти$м относительно друг друга. Введение фильтров н.ч. ч з,ч, в каналах измерени  и модул ции устройства обеспечивает существенное увеличение отношени  сигнала к шуму и соответственно снижает погрешность в измерени х посто нных маг- ни - i ых лолей в диапазоне (0,05-2,5)1 по крайней мере до уровней ниже 0,001%. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  посто нного магнитного пол  на основе  дерного магнитного резонанса (ЯМР), включающее последовательно соединенные датчик ЯМР с образцом и автодин с перестраиваемой частотой, с входом дл  модул ции частоты и с выходами сигналов ЯМР и частоты автодина, индикатор сигнала ЯМР, частотомер, ,а также последовательно соединенные кварцевый генератор и делитель частоты ,причем выход частоты автодина соединен с первым входом частотомераs отличающеес  тем, что, с целью упрощени  и повышени  точности измерени  в единицах магнитного пол , в него дополнительно введены второй делитель частоты, сикмеричный интегратор фильтр низких частот и фильтр высоких частот, управл емый усилитель , при этом выход первого делител  через второй делитель частоты соединен с вторым входом частотомера, а через последовательно соединенные симметричный интегратор, фильтр низких частот и управл емый усилитель - с входом модул ции частоты автоднна.

   5 1545176«

   выход симметричного интегратора под- тот соединен с выходом сигналов ЯМР соединен к второму входу индикатора автодина и первым входом индикатора сигналов ЯМР, а фильтр высоких час- сигналов ЯМР„

   Фиё.1

   фу&4