Способ измерения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем

Авторы патента:

Кивокурцев Александр Юрьевич (RU)

Самылкин Александр Михайлович (RU)

G01R33/00 - Устройства для измерения переменных магнитных величин

Владельцы патента RU 2772565:

Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алмаз" (АО "НПП "Алмаз") (RU)

Изобретение относится к области электротехники и метрологии электрических и магнитных полей. Способ измерения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем дополнительно содержит этапы, на которых измерение проводится в четырех азимутальных точках 0°, 90°, 180°, 270° соответственно при вращении зонда вокруг оси; значение поперечной составляющей магнитной индукции рассчитывается по формуле где В_п - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля; В₁₈₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°; В₀ - значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом; В₂₇₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°; В₉₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°; а направление поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения (α) определяется как арктангенс (arctg) отношения разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 270° (В₂₇₀) и значения магнитной индукции в точке с поворотом на 90° (В₉₀) к разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 180° (В₁₈₀) и значения магнитной индукции в точке с нулевым поворотом (В₀): Технический результат – упрощение и снижение времени измерений, повышение точности расчета поперечной составляющей магнитного поля, а также возможность определения угла направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения.

Изобретение относится к области электротехники и метрологии электрических и магнитных полей, может быть использовано при измерении малых компонент магнитного поля в магнитных системах с высокими значениями магнитной индукции и ее градиента. Наиболее целесообразно применение изобретения при измерении дефокусирующих компонент магнитного поля в магнитных фокусирующих системах и кольцевых магнитах.

Измерение поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля является очень важной технологической операцией при изготовлении магнитных фокусирующих систем электровакуумных приборов СВЧ, которая может производиться с помощью устройства для контроля магнитных систем, содержащего последовательно соединенные генератор постоянного тока, зонд с датчиком Холла и усилитель; с целью повышения точности и производительности контроля устройство снабжено подключенными к выходу усилителя двумя полосовыми фильтрами, причем зонд установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси, датчик Холла размещен на оси зонда, один из полосовых фильтров настроен на частоту питания, а другой на частоту, равную алгебраической сумме частот питания и вращения [Авторское свидетельство СССР №960679, опубл. 23.09.1982]. Данное устройство имеет существенный недостаток, так как не позволяет минимизировать погрешность измерений, связанную с несоосностью и наклоном датчика Холла в измерительном зонде и центрирующей оснастке, при этом погрешность составляет не менее 20-30%.

Наиболее близкой к предлагаемому способу является методика измерения поперечной составляющей магнитного поля с помощью измерительного зонда с датчиком Холла с тесламетром (состоит из стабилизатора постоянного тока и усилителя ЭДС Холла), включающая в себя поиск максимального значения поперечной составляющей магнитного поля при повороте зонда с датчиком Холла вокруг своей оси, последующее измерение поперечной составляющей магнитного поля после поворота зонда вокруг своей оси на 180° относительно положения зонда при максимальном значении поперечной составляющей магнитного поля и вычисление истинного значения поперечной составляющей магнитного поля по формуле

где В_п - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля;

В_макс - максимальное значение поперечной составляющей магнитного поля при повороте зонда с датчиком Холла вокруг своей оси;

В₁₈₀ - значение поперечной составляющей магнитного поля после поворота зонда вокруг своей оси на 180° относительно положения зонда при В_макс.

Данная методика позволяет обеспечить наименьшую погрешность, связанную с несоосностью и наклоном датчика Холла в измерительном зонде и центрирующей измерительной оснастке. При этом направлением поперечной составляющей считают направление В_макс [Е.И. Каневский, Е.А. Майорова, О.И. Романов «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока» // Электронная техника, сер.1, 1970, №6, с. 40-50]. Такой способ имеет следующие недостатки:

- поиск В_макс носит субъективный характер, его результат зависит от опыта и квалификации персонала, выполняющего измерения;

- при использовании автоматизированного оборудования необходимо выполнять значительное количество измерений, что увеличивает время контроля и усложняет конструкцию оснастки и самого оборудования.

Технический результат предлагаемого изобретения - упрощение и снижение времени измерений, повышение точности расчета поперечной составляющей магнитного поля, а также возможность определения угла направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения.

Для достижения технического результата предлагается способ измерения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем с помощью зонда с датчиком Холла типа М, отличающийся от известных способов тем, что взамен поиска максимального и минимального значений поперечной составляющей при вращении зонда с датчиком Холла определяются значения поперечной составляющей в четырех по азимуту точках, с поворотом на 90°. По результатам измерений соответственно определяются четыре значения: значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°. Истинное значение поперечной составляющей магнитной индукции высчитывается по формуле

где В_п - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля;

B₁₈₀- значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°;

В₀ - значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом;

В₂₇₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°;

В₉₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°.

Предложенный способ легко применять в автоматизированном измерительном оборудовании. Например, в автоматизированном комплексе типа «Медиана» шаг угла поворота составляет 2 градуса. Если для поиска максимального значения поперечной составляющей, необходимого для расчетов по методике-прототипу изобретения, потребуется фиксировать и сравнивать минимум 180 измеренных значений только в одной выбранной на оси точке измерения, то для определения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем по предлагаемому способу максимальное значение поперечной составляющей магнитной индукции вычислять не нужно, потребуется зафиксировать всего 4 измеренных значения, В₀, В₉₀, В₁₈₀, В₂₇₀.

Также с помощью полученных по предлагаемому способу значений В₀, В₉₀, В₁₈₀, В₂₇₀ можно определить угол направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения. Угол направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения (α) определяют как арктангенс (arctg) отношения разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 270° (В₂₇₀) и значения магнитной индукции в точке с поворотом на 90° (В₉₀) к разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 180° (В₁₈₀) и значения магнитной индукции в точке с нулевым поворотом (В₀):

Источники информации:

1. Устройство для контроля магнитных систем. Е.В. Комаров, А.В. Гуськов. Авторское свидетельство СССР №960679, МПК G01R 33/07, опубл. 23.09.1982.

2. Е.И. Каневский, Е.А. Майорова, О.И. Романов «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока» // Электронная техника, сер.1, 1970, №6, с. 40-50

Способ измерения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем, включающий в себя измерение с помощью измерительного зонда с датчиком Холла типа М с тесламетром, отличающийся тем, что с целью снижения времени измерения и повышения объективности результатов измерение проводится в четырех азимутальных точках 0°, 90°, 180°, 270° соответственно при вращении зонда вокруг оси; значение поперечной составляющей магнитной индукции рассчитывается по формуле

где В_п - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля;

В₁₈₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°;

В₀ - значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом;

В₂₇₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°;

В₉₀ - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°;

а направление поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения (α) определяется как арктангенс (arctg) отношения разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 270° (В₂₇₀) и значения магнитной индукции в точке с поворотом на 90° (В₉₀) к разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 180° (В₁₈₀) и значения магнитной индукции в точке с нулевым поворотом (В₀):

Использование: для создания слабых, средних и сильных однородных магнитных полей в небольших объемах. Сущность изобретения заключается в том, что комплекс лабораторных эталонов однородных магнитных полей состоит из катушек возбуждения круговой формы для создания слабых, средних и сильных магнитных полей и общего магнитопровода броневого типа, при этом диэлектрические каркасы сменных катушек возбуждения унифицированы по внешним размерам и соразмерны с внутренними размерами магнитопровода броневого типа, магнитопровод броневого типа составной и состоит из прямого цилиндра с параллельными торцами и двух плоских фланцев, которые набраны из листовой электротехнической стали и скреплены сквозными заклепками и точечной сваркой по периметрам, которые монтируются сквозными винтами к цилиндру, верхний фланец легкосъемный и служит для загрузки-выгрузки проб, подвергаемых магнитной обработке, нижний фланец жестко смонтирован и через него проходят токовводы катушек возбуждения и датчика магнитного поля, круговые катушки возбуждения в диэлектрических каркасах изготовлены из медной проволоки прямоугольного сечения или медной ленты известным способом плотной укладки витков.

Способ определения магнитных потерь в трансформаторе // 2755053

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при определении двух компонентов потерь в стали трансформатора. Техническим результатом является возможность определения потерь на вихревые токи и на гистерезис в трансформаторе на основании несложного измерения и расчета.

Способ определения допустимости использования феррозонда в магнитометре // 2749303

Изобретение относится к области производства магнитометров. Реализация способа обеспечивается использованием в составе рабочего места (РМ) электронной части магнитометров (ЭЧМ), изготовленных по единой документации.

Способ применения переменного магнитного поля для определения параметров остаточного намагничения ферромагнитных объектов в качестве аналога действия механической нагрузки // 2748850

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для оценки магнитного поля остаточного намагничивания ферромагнитных объектов при воздействии механической нагрузки. Технический результат состоит в упрощении и повышении производительности, в повышении точности определения параметров магнитного поля остаточного намагничивания при использовании знакопеременного затухающего магнитного поля взамен механической нагрузки.

Система лечения, наводимая по магнитно-резонансной томографии // 2748049

Группа изобретений относится к медицине. Система магнитно-резонансной томографии выполнена с возможностью определения того, находится ли представляющая интерес структура в заданной представляющей интерес области.

Навигационный магнитометр (варианты) // 2747015

Группа изобретений относится к магнитоизмерительной технике и навигационному приборостроению. Особенностью навигационного магнитометра является дистанционное управление процессом формирования компенсационных поправок, осуществляемое по двухпроводной линии передачи, подключаемой к входам компенсатора помех.

Способ определения дипольного магнитного момента остаточной намагниченности и тензора магнитной поляризуемости объекта и стенд для его реализации // 2744817

Группа изобретений относится к области определения дипольного магнитного момента остаточной намагниченности и тензора магнитной поляризуемости слабо намагниченного объекта. Стенд для реализации способа определения дипольного магнитного момента остаточной намагниченности и тензора магнитной поляризуемости объекта содержит основание, платформу, измерительную систему и магнитометры, при этом объект зафиксирован на платформе, установленной на основании и расположенной в центре измерительной системы, образующей сферический объем радиуса R, а магнитометры установлены в измерительных точках поверхности сферического объема, при этом стенд для реализации способа содержит по меньшей мере один магнитометр, а основание выполнено в виде каркаса, на котором установлена платформа с помощью осей, на которых также установлена измерительная система, выполненная в виде рамы с расположенными на ней обоймами для крепления магнитометра, причем магнитный центр магнитометра при установке на раму совпадает с соответствующей измерительной точкой на поверхности сферического объема.

Питание копланарной rf катушки // 2744714

Группа изобретений относится к технологии радиочастотных катушек для использования в системе магнитно-резонансной визуализации. Радиочастотная катушка для использования в системе магнитно-резонансной визуализации содержит PCB катушки, множественные проводящие элементы, предоставленные на PCB катушки, множественные порты питания для возбуждения множественных проводящих элементов, по меньшей мере один соединительный порт и множественные линии питания, соединяющие по меньшей мере один соединительный порт с множественными портами питания, при этом множественные линии питания предоставляются как копланарные линии питания, которые размещены на PCB катушки.

Автоматизированное неинвазивное определение оплодотворения яйца птицы // 2739896

Группа изобретений относится к автоматизированному неинвазивному определению оплодотворения яйца птицы. Способ включает следующие этапы: последовательную или параллельную конвейерную подачу множества яиц птицы в ЯМР-аппарат, подвергание яиц птицы ЯМР-измерению, например, для генерации трехмерного изображения ЯМР по меньшей мере части каждого из упомянутых яиц, причем упомянутое трехмерное изображение ЯМР имеет пространственное разрешение в по меньшей мере одном измерении 1,0 мм или менее, предпочтительно - 0,50 мм или менее, причем упомянутая часть яйца (14) включает зародышевый диск соответствующего яйца, определение прогноза оплодотворения согласно по меньшей мере одной из следующих двух процедур: (i) выявление по меньшей мере одного признака из каждого из упомянутых трехмерных изображений ЯМР и использование упомянутого по меньшей мере одного признака в классификаторе на основе признаков для определения прогноза оплодотворения, и (ii) использование алгоритма глубокого обучения и, в частности, алгоритма глубокого обучения на основе сверточных нейронных сетей, генеративно-состязательных сетей, рекуррентных нейронных сетей или нейронных сетей долгой краткосрочной памяти.

Способ измерения времени распространения колебаний в солнечной атмосфере // 2738771

Использование: для измерения времени распространения колебаний в солнечной атмосфере. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют выявление доминирующих частот в колебаниях на разных высотных уровнях, последующую узкополосную фильтрацию сигналов на доминирующей частоте и измерение временной задержки между фильтрованными сигналами, принадлежащими разным высотам, при этом используют модуляцию солнечной вспышкой амплитуды колебаний, постоянно присутствующих в нижних слоях солнечной атмосферы, прослеживают образовавшиеся цуги сигналов повышенной амплитуды последовательно на каждом из высотных уровней и измеряют запаздывание по моментам пересечения сигналами в цугах нулевой линии, после чего среднее значение времени распространения определяют по заданному математическому выражению.

Автоматизированное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок // 2774859

Изобретение относится к измерительной технике. Автоматизированное устройство измерения магнитных характеристик ферромагнитных пленок содержит управляющий компьютер, устройство хранения информации, блок регистрации образца, контроллер систем перемещения и вращения, СВЧ-генератор сигналов, цифровой осциллограф, источник постоянного тока, генератор тока низкой частоты, шину данных и управления, чувствительный элемент, общее основание с размещенными на нем первой и второй парами катушек Фанселау, измерительный столик с размещенным на нем образцом, систему перемещения чувствительного элемента, систему вращения измерительного столика. Технический результат – автоматизированное измерение магнитных характеристик ферромагнитных пленок с непрерывной регистрацией величины поля анизотропии по площади образца и формирование контурных карт распределения величины поля анизотропии по площади образца ферромагнитной пленки. 3 ил.