Магнитомеханическое устройство для измерения параметров магнитного поля

 

Использование: в области магнитных измерений. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, основание 2, на котором закреплены подвижная шкала 4, ось 5 вращения, с которой жестко связан магнитный элемент 3, состоящий из двух постоянных магнитов, и стрелка 6. Ось вращения связана с основанием и шкалой через моментную пружину 7. Устройство содержит также прозрачную крышку 8, на которой закреплена ручка 9 управления шкалой, нулевой 10 и контрольный 11 индексы, которые прикреплены к корпусу. Ручка управления связана с подвижной шкалой через поводок 12. Устройство позволяет повысить точность измерения. 2 ил.

Изобретение относится к области измерения, в частности к магнитным измерениям.

Изобретение может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля Земли в естественных условиях и в экранированных помещениях, для измерения напряженности и индукции слабых, а также сравнительно сильных полей.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 иллюстрация принципа работы прибора.

Устройство для изменения параметров магнитного поля содержит корпус 1, основание 2, два постоянных магнита 3, на основании 2 закреплены подвижная шкала 4, ось 5 вращения, с которой жестко связаны магнитный элемент, состоящий из двух магнитов 3, и стрелка 6. Ось вращения связана с основанием и шкалой через моментную пружину 7, прозрачную крышку 8, на которой закреплена ручка 9 управления шкалой, нулевой индекс 10 и контрольный индекс 11, которые прикреплены к корпусу 1. Ручка 9 управления связана с подвижной шкалой 4 через поводок 12. Кроме того, устройство может содержать механический корректор и воздушный успокоитель стрелки.

В основу его работы положено известное выражение, определяющее величину Р крутящего момента, действующего на свободно подвешенный магнит в магнитном поле (фиг.2) Р_кр М˙Нsin γ при γ 90^о Р_{кр max} М˙Н, где М магнитный момент магнита (М 2 lm; m магнитная масса у полюса; Н вектор напряженности магнитного поля; γ угол между вектором магнитного момента магнита и вектором напряженности, при этом противодействующий момент определяется выражением P_пр С ϕ где С удельный противодействующий момент моментной пружины, с которой связан магнит; ϕ угол закручивания моментной пружины.

Выходная характеристика устройства имеет вид ϕ ·MsinγH определяет чув- ствительность устройства и зависит от угла между вектором магнитного момента М и сектором напряженности Н поля.

При γ 90^о магнитный момент магнита М и угол закручивания пружины ϕ максимальные.

При известных значениях С и М точность измерения зависит только от точности установки угла γ 90^о.

Устройство работает следующим образом.

Устройство располагают в магнитном поле Земли так, чтобы стрелка 6 была направлена по вектору напряженности магнитного поля Земли Н₃ и совпала с нулевой отметкой шкалы 4 и с нулевым индексом 10, при этом устройство должно быть установлено строго горизонтально по уровню. Медленным поворотом измерительной шкалы 4 влево стрелку 6 точно совмещают с контрольным индексом 11, под действием Р_кр магнита пружина 7 закручивается на угол ϕ до момента, когда Р_{кp max} Р_пруж. На величину угла закручивания пружины 7 повернется измерительная шкала 4 относительно стрелки 6 (стрелка отстает от нулевой отметки шкалы на угол ϕ). По значению углa ϕ определяют величину напряженности магнитного поля Земли. Зная величину напряженности поля Земли на данной широте местности в конкретных условиях, можно измерить величину напряженности исследуемого магнитного поля косвенным способом.

Для подготовки устройства к работе необходимо (фиг.2) наложить магнитное поле напряженностью Н_х, значение которой необходимо определить, в направлении, перпендикулярном вектору напряженности Н₃, при этом стрелка 6 устанавливается вдоль результирующего поля. Угол отклонения стрелки от нулевой отметки шкалы будет связан с напряженностью исследуемого поля и напряженностью поля Земли выражением tgϕ отсюда H_x= H_зtgϕ

Формула изобретения

МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее корпус, основание, стрелку и магнитный элемент, связанный через пружину со шкалой, отличающийся тем, что магнитный элемент выполнен в виде двух постоянных магнитов, расположенных в одной плоскости симметрично относительно оси своего вращения и жестко связанных с этой осью, к корпусу прикреплены нулевой и контрольный индексы, угол между которыми равен 90^o, при этом стрелка жестко связана с осью вращения магнитного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2