Способ определения магнитного поля, проникающего в экран квантовогопреобразователя

 

< 428319

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 22.05.72 (21) 1787968/18-10 (51) М.Кл. 6 Olr 33/08 с присоединением заявки М—

Гасударстаеииь и камитет

Сааета Мииистраа СССР аа делам изабретеиий и атира тий (3 2) Прио ритет—

Опубликовано 15.05.74. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 4.02.75 (53) УДК 621.317,42 (088.8) (721 Авторы изооретенпя

A. П. Лысенко, В. Б. Кудрявцев и В. П. Бархаев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, ПРОНИКАЮЩЕГО В ЭКРАН КВАНТОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Известен способ определения магнитного поля, проникающего в ферромагнитный экран квантового преобразователя, состоящий в измерении при помощи магн итометра напря>кенности магнитного поля в полости экрана, находящегося во внешнем магнитном поле.

Однако при измерении известным способом не учитывается влияние рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана малогабаритной магнитной системой квантового датчика, па экранирующие свойства экрана и, следовательно, на величину проникающего поля.

Для учета влияния рабочего магнеттного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля предлагается способ, по которому квантовый датчик, входящий в состав преобразователя, используют для определения проникающего поля. Квантовый преобразователь с экраном устанавливают так, чтобы ось магнитной с истемы составляла угол 45 с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим преобразователем в горизонтальной плоскости, фиксируя максимальное и минимальное значения частоты генерации датчика, после чего вычисляют значение проникающего поля Н. по формуле:

Л/

Н =

Kj/2cosp где Л/ — разность между максимальным и минимальным значением частоты;

К вЂ” коэффициент преобразования датчика;

5 P — угол между внешним магнитным полем и плоскостью горизонта.

Квантовый датчик генерирует сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна модулю напряженности магнитного поля в зоне его чувствительного элемента:

/=K+ (1)

Во время работы экранированного квантового преобразователя напря>кенность Н геометрически складывается из напряженности

15 Ни рабочего поля, создаваемого магнитной системой датчика, и напря>кенности Н магнитного поля помехи, проникающего сквозь экран.

Известно, что ось магнитной системы кваняо тового датчика образует угол 45 со световой осью датчика. В дифференциальном преобразователе световая ось обычно направлена вдоль базы преобразователя.

При повороте экранированного преобразо25 вателя, например, в плоскости горизонта вектор проникающего поля Н. претерпевает весьма незначительные изменения по величине и направлению, которыми можно пренебречь, в то время как вектор рабочего поля Не, оста30 ваясь постоянным по величине (прп постоян428319 ном значении рабочего тока), изменяет свое положение в пространстве. Возникающая при этом вариация суммарной напряженности, определяемая по вариации частоты генерации датчика, позволяет определить величину проникающего поля.

Связь между величиной Нв и вариацией частоты hf при вращении преобразователя показана на фиг. 1 на примере наиболее типичной ситуации. Экранированный преобразователь

»аходится в магнитном поле Земли (МПЗ), вектор которого образует угол р с плоскостью горизонта. Проникающее поле Н совпадает по направлению с МПЗ. Вектор Нр образует угол $ =45 с плоскостью горизонта, в которой преобразователь совершает поворот на

360 .

Суммарная напряженность HZ имеет максималь»ое значение (HZ ), когда угол а между векторами Нр и Н. минимален (в данном случае при азимуте А=О ), и минимальное значение (НХ. ), когда а=аl13llc (при азимуте A=180 ). Эти два экстремальных случая показаны на фиг. 2. Максимальное значение вариации ЛНв" суммарной напряженности (отрезок ДС на фиг. 2) может быть определе»о следующим образом:

Нв "= (Н р+Н п+2НрНвсозамив) /в— — (Н р-+Н +2НрН соза. : ) в.

При достаточно малом значении Н (Н /Н <0,01), что практически всегда имеет место в экранированном квантовом преобразователе, ЛИ." приближается к своему предельному значению ЛН. (отрезок ВС на фиг. 2), поэтому можно»вписать:

ЛИв=Н 2.sin— — Ла

2 (3) где Л а = а. ;. — а.»»

Тогда для рассматриваемой ситуации

Н

hf (4)

l($2cosP

4 где hf — максимальное значение вариации частоты при вращении, преобразователя.

Использование поворотов преобразователя в горизонтальной плоскости в МПЗ объясняется простотой и удобством реализации этого варианта предложенного способа, хотя в принципе в качестве источника внешнего поля можно использовать, например, соленоид или кольца Гельмгольца, а вращение преобразователя можно производить в любой плоскости.

Однако при выборе плоскости вращения преобразователя необходимо стремиться к максимальной крутизне функции Я=ц(Н.), так как это позволяет повысить точность опреде15 ления Н . С этой точки зрения наилучшим является такой вариант поворотов преобразователя, при котором ось магнитной системы в точках с экстремальными значениям и частоты генерации датчика оказывается колинеарной с вектором поля помехи. В этом случае

H = — —.

3j

2g (5) Предмет изобретения

Способ определения магнитного поля, проникающего в экран квантового преобразователя, основанный на измерении напряженности магнитного поля в полости экрана, отлизо чаюи1ийся тем, что, с целью учета влияния рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля, квантовый преобразователь с экраном устанавливают так, чтобы ось магнитной системы составляла угол 45 с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим преобразователем в горизонтальной плоскости, фиксируют максимальное и минимальное зна4р чения частоты генерации датчика и по разности частот и углу между внешним магнитным полем и плоскостью горизонта определяют значение проникающего поля.

428319

Фиг 2

Составитель M. Клыков

Техред A. Камышникова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Е. Хмелева

Об-.. тпп. 1(остромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли

Заказ 5027 Изд. № 1603 Тираяг 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5