Устройство для получения переменного магнитного поля заданной напряженности

 

ОПИСАНИЕ 270876

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Сопиалистичесних

Республин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от 313Т. c13HjeTC IbcTB3 ¹

Кл. 21е, 12

21е, 37/10

Заявлено 23.Vll. 1968 (№ 1258551, 18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам

МП К G 01г 33. 04

УДК 621.317.44 (088,8) Приоритст—

О гсбликовацо 12.V.1970. Бюллетень № 17 изобретений и атнрытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 2.IX.1970

Автор изобретения

В. Е. Чернышев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ЗАДАННОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ

Изобретение относится к мерам IlepeilelIIIoro магнитного поля. предназначенным для воспроизведения велечины его напряженности, градуировки, поверки и исследования измерителей иапряже1шости переменного магнитного поля в условияк научно-исследовательской, поверочнои или заводской лаборатории.

Известны устройства для воспроизведения напряженности переменного магнитного поля, представляющие собой воздуишые (не содеп- (р жащие ферромагнитных материалов) катушки (например, кольца Гельм-гольца, катушки

Максвелла, Рубенса и др.j, по обмоткам которык пропускается переменный ток.

Точность такик мер, не может быть выше 15 точ1юсти измерения величины переменного тока, питающего катушки. Приборы для измереши величины переменного тока имеют Iloгрешиость 0,1 -,-0,5",о в звуковом и 1,5 —:2ф в дозвуковом диапазоне частот. Такая то гнос гь 20 воспроизведения величины напряженности является недостаточной.

Известны также устро11ства, которые могут служить для воспроизведения постоянного магнитного поля, выполненные в виде варин- 25 метров. Такие устройства состоят из двук, вставлеш1ык одна в другую катушек, причем одна из 1 атушек (Внутренняя) имеет Возможность вращаться вокруг неподвижной оси. Если по обмотке вращающейся катушки про 30 пустить постоянный ток, то внутри нее будет получено вращающееся переменное магнит1ое поле, напряженность которого будет определяться величиной питающего тока и постоянной катушки, а угловая частота — скоростl!о вращения катушки. Точность воспроизведения величины вращающегося переменного маг1Н1гного поля таким устройством па 2--,3 порядка превышает точность описанны выше устройств для воспроизведения напряженносги переменного магнитного поля бчагодаря тому, что погрепшость измерения величины постоянного тока. питающего катушку, может быть сии>кена. Однако подобное устройство ие решает полностью задачи воспроизведения напряженности переменного магнитного поля, поскольку оио может воспроизводить только вращающееся магнитное поле.

С целью повышения точности воспроизве деция напряженности переменного ма IIIITH(з10 поля и обеспечения возможности варьирования законов ее изменения обе воздушные катушки предлагаемого устройства, имеющие разные диаметры и вставленные одна в другую, установлены на общей оси и снабжены приводом, например зубчатым дифференциалом, обеспечивающим встречное вращение катушек устройства с равной угловой скоростью.

Катушки устройства имеют равные постоянные по напряженности, соединены последова270876 где Н вЂ” суммарный вектор напряженности поля в центре катушек устройсгва;

FIp — напря>кенность мапштного поля, создаваемого каждой из катушек; и — угловая скорость; время

11: — начальная фаза.

Для получения однородного поля в больlll0м 00 ьеме предложеllное мстройство моil«т быть скомпоновано из катушек сложной конфигурации (колец Гельмгольца, катушки

Максвелла, катушки Рубенса) .

Получение других законов изменения 11апряженности во времени может быть обеспечено выбором соответствующего закона изм40 пения скорости вращения ведущего вала.

Таким образом, предло>кенное устройство для воспроизведения напря>кенности переменного магнитного поля благодаря тому, что для его питания используется постоянный ток, -15 точность измерения величины которого в

100-. 1000 раз выше, чем переменного, позв1>ляет повысить точность воспроизведения величины напря>кенпости переменного магни1ного поля в 10 —;100 раз.

q 1 1Г2 P

Устройство для получения переменного магнитного поля заданной напряженности, 05 содержащее две расположенные одна в другой воздушные катушки индуктивности, установленные на одной общей для них оси механического привода, а также источник постоянного тока отлича10щееся тем, что, с целью повыше60 ния точности воспроизведения напряженности переменного магнитного поля и обеспечения возможности варьирования законов изменения напряженности магнитного поля, упомянутый привод выполнен в виде зубчатого дифференб5 циала с равным количеством зубьев ведомых

111= И - =-11о.

Направление векторов напряженности перпендикулярно к плоскости каждой из катушек и, следовательно, зависит только от их угла поворота гр.

Учитывая, что Н =О2=11о и 1 1= — 1г2= Р ч определим величину и направление суммарного вектора напряженности магнитного поля, создаваемого устройством (см. фиг. 3): тельно II обтекаются оощим постоянным гoком от стабилизированного источника. Од la из ведомых шестерен зубчатого дифференциала соединена с наружной катушкой иосредсгвом полого вала, другая — с внутренней катушкой валом меньшего диаметра, проходящим по оси полого вала.

На фиг. 1 дана принципиальная ilexallllч ская схема предлагаемого устройства для воспроизведения напряженности переменного магнитного ноля; иа фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройсгва; »а фиг. 3-— его векторная диаграмма.

На общем неподвижном основании 1 раположены зубчатый дифференциал, состоящий из ведущего вала 2, ведущей шестерни 3 и двух ведомых шестерен 4 и 5, и катушки устройства для воспроизведения напря>кепи.>сти магнитного поля: внутренняя б и наружная 7. Внутренняя катушка 6 соединена с шестерней 4 посредством вала 8, а наруж1ьчя катушка 7 посредством полого вала 9 соединена с шестерней 5. Шестерни 3, 4 и 5 имеют одинаковые диаметры и число зубцов. Выполненное таким образом устройство имеет одну степень свободы: при повороте входного вала 2 на угол 1р его внучренняя и внешняя катушки совершают поворот на углы, соответственно, <р и <р соответственно, причем

Принципиальная схема электрических col.динений устройства для воспроизведения и.1пряженности, поясняюшая протекание общею постоянного тока через встречно вращающиеся катушки, представлена II I фиг. 2. Bl« Iреняя катушка б через контактные кольца 10, 11, и скользящие контакты 12, !3 соединяется со стабилизированным источником постоянного тока 14. Внешняя катушка 7 устройства для воспроизведения напряженности через контактные кольца 15, 16 и скользящие контакты 17, 18 также соединяется с источником тока. Таким образом осущесгвляется последовательное соединение катушек устройства, не нарушающееся при их вращении. Обе катушки устройства имеют равные постоянные по напряженности, т. е. при протекании по ним равного (в данном случае общего) тока каждая из катушек создает постоянное магнитное поле равной по величине напряженности:

H= F11 + Н2 = FIp cosq> + ПО $1П q +

+ Hp cos (— ср) + Hp sin (— qi) = 2Hp cos pp

Из приведенного соотношения видно, чго иаирав,leиие вектора напряженности в ирос-.ранстве неизменно, а его величина определяется лишь углом Ilovopol входного вала устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. От внешнего привода (фиг. 1) входит вал устройства 2, вращающийся равномерно iq: =cot) . Ьлагодаря исиользованшо

10 дифференциала с равным количеством зубьев ведущей 3 и ведомых 4 и 5 шестерен катушки устройства 6 и 7 через валы 8 и 9 также получают равномерное вращение, но во взаимцо противоположных направлениях (и1= — p>2) .

Последовательное соединение катушек 6 и 7 ие нарушается при вращении благодаря использованию контактных колец 10, ll и 15, 16 и скользящих контактов 12, 13 и 17, 18 (фиг. 2). При равномерчом и иротивопол1»кном вращении катушек напряженность ноля устройства будет изменяться по гармоиическ>му закону:

11 — 2Hp cos (I>i+

270876.17 шестерен, одна из I QTopiix соединена с нар Жной K3 fl IIII

Оси ИО;!ОГО B3,1ÿ, Ilpll это 1! кат енки иод!с1иочены к исгочнику постоянного тока последовательно, а Ilx постоянные по пап ряженносг;! выораны равными.

270876

Н.умм

Но

Составитель В. Т. Голенко

Редактор М. В. Афанасьева Текрсд. А. А. Камышникова Корректор В. И. Жолудева

Заказ 3678 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитста по делам изобретешш и открытий при Совете Мипнстров СССРМосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография