Способ измерения магнитного поля
Владельцы патента RU 2584720:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ измерения магнитного поля и может применяться в магнитных отклоняющих системах. При реализации способа магнитоодноосную оптически прозрачную пластину слабого ферромагнетика, размещенную между связанными с источником постоянного напряжения катушками Гельмгольца, включенными согласно попарно, помещают между электромагнитами для создания прямолинейной доменной границы в однородно намагниченной доменной области катушек Гельмгольца. При включении катушек Гельмгольца доменная граница смещается. Затем создают градиентное магнитное поле с известным значением, которое компенсирует магнитное поле, создаваемое катушками. Техническим результатом является повышение чувствительности и точности и упрощение процесса измерения параметров магнитных полей катушек магнитных отклоняющих систем. 1 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения магнитного поля.
Известен способ определения значения магнитного поля путем аналитических вычислений.
Однако аналитические вычисления значения магнитного поля не обеспечивают достаточную точность, т.к. предполагают ряд допущений.
При использовании известных бесконтактных способов (измерение датчиком Холла) чувствительность измерений зависит от расстояния между источником магнитного поля и датчиком. Если диаметр катушек очень мал (меньше размеров самого датчика - менее 1×1 мм), то датчик размещают вблизи или непосредственно на катушке. В этом случае получить точное значение не получится.
Известно также устройство для определения магнитных полей, содержащее цилиндрический прозрачный капилляр с магнитной жидкостью, расположенный в системе катушек Гельмгольца. Визуальную информацию регистрируют на специальном блоке с дальнейшими калибровочными измерениями (патент РФ №2005310, 1990).
Этот способ имеет очень сложную конструкцию и требует больших дополнительных калибровочных измерений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения градиента магнитного поля с помощью двух магнитопроводов, по которым протекает постоянный ток, создающих градиентное поле в зазоре между ними, тонкой пластинки из магнитокристалического магнитоодноосного оптически прозрачного материала. Для измерения используют однородное магнитное поле от обмотки соленоида, имеющего определенную величину (патент СССР №434343, 1974).
Недостатком данного способа является ограничение в точности измерения магнитного поля соленоида.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение чувствительности и точности измерений, упрощение процесса измерения магнитного поля.
Указанная техническая задача решается тем, что магнитоодноосную оптически прозрачную пластину слабого ферромагнетика, размещенную между катушками Гельмгольца, включенными согласно попарно, связанными с источником постоянного напряжения, помещают между электромагнитами для создания прямолинейной доменной границы в однородно намагниченной доменной области катушек Гельмгольца и в градиентное магнитное поле с известным значением, которое компенсирует магнитное поле, создаваемое катушками.
Сущность реализации способа поясняется фиг. 1, на которой приведена схема устройства, где 1 - лазер, 2 - поляризатор, 3 - линзы, 4 - электромагниты, 5 - катушки Гельмгольца, 6 - пластинка ортоферрита иттрия, 7 - анализатор, 8 - экран, 9 и 10 - источники постоянного тока.
Способ измерения магнитного поля катушек осуществляется следующим образом.
Два электромагнита 4 с помощью обмоток, подключенных к источнику постоянного тока 10, создают градиентное магнитное поле с напряженностями H1 и H2 в зазоре между ними, поскольку направления потоков в магнитопроводах взаимно противоположны. В зазоре между электромагнитами помещают пластинку 6 из монокристаллического магнитоодноосного оптически прозрачного материала (ортоферрит иттрия) со сформировавшейся плоской доменной границей, которая образована двумя противоположно намагниченными областями. На пластинку поступает луч лазера 1. С помощью поляризатора 2, анализатора 7 и линз 3 увеличенное изображение доменной структуры выводят на экран 8.
Катушки Гельмгольца 5 при включении постоянного тока с помощью источника 9 создают однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости пластины. Когда на намагниченную пластинку воздействуют этим полем, доменная граница смещается в сторону.
Далее включают градиентное магнитное поле с известной величиной, которое возвращает ДГ в изначальное положение, т.е. компенсирует поле, создаваемое катушками, при этом известное значение градиентного поля равно значению скомпенсированного магнитного поля.
Таким образом, предлагаемый способ имеет более высокую точность, и простое исполнение, чем известные ранее способы.
Способ определения магнитных полей, заключающийся в том, что магнитоодноосную оптически прозрачную пластину слабого ферромагнетика, размещенную между катушками Гельмгольца, включенными согласно попарно, связанными с источником постоянного напряжения, размещают между электромагнитами для создания прямолинейной доменной границы в однородно намагниченной доменной области катушек Гельмгольца, отличающийся тем, что градиентное поле с известным значением компенсирует магнитное поле, создаваемое катушками.
