Детальная информация

Дипломная работа посвящена разработке методики определения расстояния до точечного магнитного диполя и направления на него с помощью квантового магнитометра с оптической накачкой. В работе представлен обзор научных публикаций по существующим методам поиска магнитных объектов с помощью магниточувствительных датчиков и приведено обоснование выбора квантового магнитометра с оптической накачкой в качестве такого датчика. Разработан экспериментальный метод определения местоположения точечного магнитного диполя по резонансной частоте КМОН в лабораторных условиях. Проведены измерения вариационной чувствительности макета КМОН на парах цезия, представлены результаты измерений местоположения точечного магнитного диполя и получена оценка измерительной погрешности. На основе анализа экспериментальных результатов спрогнозированы предельные  значения измеряемых расстояний от КМОН до точечного магнитного диполя. В работе использовались открытые образовательные ресурсы и программы поиска и анализа информации. Также применялись средства автоматизации (автоматизированной) разработки, а именно регистрация сигналов магнитометра на цифровом осциллографе и передача их по USB-каналу в компьютер для последующей обработки. Применялось (протестировалось) программное обеспечение Matlab, Excel, AutoCAD 2022.

The thesis is devoted to the development of a technique for determining the distance to a point magnetic dipole and the direction to it using a quantum magnetometer with optical pumping. The paper presents an overview of scientific publications on existing methods of searching for magnetic objects using magnetically sensitive sensors and provides a justification for choosing a quantum magnetometer with optical pumping as such a sensor. An experimental method for determining the location of a point magnetic dipole by the resonant frequency of the QMOP in laboratory conditions has been developed. Measurements of the variational sensitivity of the QMOP model on caesium vapors were carried out, the results of measurements of the location of a point magnetic dipole were presented and an estimate of the measurement error was obtained. Based on the analysis of experimental results, the limit values of the measured distances from the QMOP to the point magnetic dipole are predicted. Open educational resources and information search and analysis programs were used in the work. Automation (automated) development tools were also used, namely, recording magnetometer signals on a digital oscilloscope and transmitting them via a USB channel to a computer for subsequent processing. Matlab, Excel, and AutoCAD 2022 software was used (tested).

• Содержание
• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• Введение
• 1 Обзор публикаций и постановка задач работы
  • 1.1. Поиск магнитных объектов и применяемые для этого методы
  • 1.2. Квантовые магнитометры
    • 1.2.1. Схема самогенерирующего КМОН
    • 1.2.2. Магнитометр MZ–типа
    • 1.2.3. Магнитометр MX–типа
    • 1.2.4. КМОН на изотопах гелия
  • 1.3. Постановка задач работы
• 2 Методика определения местоположения точечного магнитного диполя
  • 2.1. Методика измерений в плоскости
  • 2.2. Методика определения расстояния от магнитометра до магнитного диполя
  • 2.3. Методика определения направления на магнитный диполь
• 3 Экспериментальная проверка методики
  • 3.1. Экспериментальная установка
  • 3.2. Исследование факторов, понижающих точность измерений
  • 3.3. Проверка методики по определению направления на магнитный диполь
  • 3.4. Проверка методики по определению расстояния от магнитометра до магнитного диполя
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Список использованных источников