Способ измерения компонента вектора магнитной индукции и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Соцмвлмстическ их

Республик

П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<л789930

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ey— (22) Заявлено 15. 06. 78 (21) 2627825/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280, Бюллетень ¹ 4 7

Дата опубликования описания 23. 12. 80 (51)М. Кл.з

G 01 R 33/02

С 01 у 3/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.44 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Бледнов (71) Заявитель

Ленинградское отделение Института земного магнетизма ионосферы и распространения радиоволн AH СССР (84) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПОНЕНТ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ

ИНДУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛ.е ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ!

Изобретение относится к магнитометрии, точнее — к методам компонентных измерений магнитного поля и предназначено для измерения компонент вектора магнитной индукции 5 геомагнитного поля.

Известен способ измерений компонент вектора магнитной индукции, включающий поочередную компенсацию измеряемых компонент 11.

Недостатком этого способа является низкая точность измерения.

Известен также способ измерений компонент вектора магнитной индукции, включающий определение величины модуля вектора магнитной индукции, ориентацию преобразователя, помещенного в центре ортогональной колечной системы и определение суммарного магнитного поля колец и Земли (21 . 2О

Недостатком из.вестного способа является низкая точность измерений иэ-за необходимости последовательного (поочередного) измерения компонент. 25

Цель изобретения — повьпаение точности.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе измерения компонент вектора магнитной индукции, включающем ориентацию преобразователя и определение величины модуля вектора магнитной индукции, измеряемое поле линейно преобразуют по трем взаимно перпендикулярным направлениям с заданными коэффициентами преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентируют преобразователь до совмещения направления преобразованного поля с указанным коэффициентом преобразования с направлением измеряемой компоненты вектора магнитной индукции, а направление с любым из оставшихся коэффициентов преобразования — с плоскостью, образованной первым направлением и направлением вектора магнитной индукции, определяют величину вектора магнитной индукции преобразованного поля с последующим определением компонент вектора магнитной индукции.

Кроме того, эта цель достигается также тем, что в способе измерения компонент вектора магнитной индукции в плоскости перпендикулярной направлению с коэффициентом преобразования, отличающимся от двух других, задают два взаимно ортогона789930льных направления и определяют угол между одним из этих направлений и любым другим направлением преобразования.

Для осуществления способа измерения компонент вектора магнитной индукции в устройство, содержащее системУ ориентации и преобразователь, соединенный через измеритель с одним входом вычислителя, введены второй измеритель и преобразователь, расположенный в соединенной I 0 с системой ориентации оболочке из однородного магнетика, образованной двумя замкнутыми конфокальными поверхностями второго порядка, при этом хотя бы одна полуось оболочки f5 отличается по величине от двух дру- гих, а преобразователь подключен через второй измеритель к другому входу вычислителя.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения компонент вектора магнитной индукции; на фиг.2 — вектор магнитной индук(ВМИ) Т; на фиг.3 — результат преобразования ВМИ Т в ВМИ Т„.

Устройство содержит преобразователь 1, соединенный через измеритель 2 с одним входом вычислителя

3. В замкнутую оболочку 4, соединенную с системой ориентации 5, помещен 30 второй преобразователь 6, который подключен через второй измеритель

7 к другому входу вычислителя 3.

Компоненты BMH Т имеют значения

Х, У, Z, Н= Х при этом Х = Р„Х, У., =Р,,У, Z„ = P .Z, 1

Н=

45 где Х вЂ” величина компоненты ВМИ, ° направление которой составляет угол с D направлением второй полуоси;

У - . величина компоненты ВМИ, 5S направление которой перпен-. дикулярно направлениям Х и Z;

P — коэффициент преобразования

М вдоль третьей полуоси Обо

40 лочки 4.

1. Способ измерения компонент

$5 вектора магнитной индукции, включан— где R„, R, R -коэффициенты преобразования по соответствующим направлениям (полуосям оболочки).

Измерение компонент ВМИ производят следующим образом.

Преобразователь 1 устанавливают в выбранной точке измерения. Преобразователь 6, помещенный в замкнутую оболочку 4, устанавливают в точку, поле в которой по величине и направлению совпадает с полем первой точки одну из полуосей оболочки 4, например, с коэффициентом преобразования P z, с помощью системы ориентации 5 совмещают с заданным направлением. После этого оболочку 4 вращают вокруг этого направления до получения на измерителе 7 максимального (минимального) по величине значения поля внутри оболочки 4. Зная это значение и зная величину модуля

ВМИ Т„, фиг.3) определяют компоненты ВМЙ по формулам где Z — величина компоненты ВМИ,совпадающая по направлению с направлением выбранной полуоси;

Н вЂ” величина компоненты ВМИ, лежащей в плоскости, перпендикулярной выбранному направлению;

Т вЂ” модуль BMH преобразованного 1 поля;

Т вЂ” модуль ВМИ внешнено поля;

P — коэффициент преобразования

2 вдоль выбранного направления;

Р— коэффициент преобразования

Х вдоль направления полуоси, совпадающей с плоскостью,в которой находится выбранная полуось и ВМИ внешнего поля.

Далее, в плоскости, перпендикулярной выбранному направлению, задают два взаимно ортогональных направления.

После проведения всех действий, необходимых для определения двух компонент ВМИ,. определяют угол между одним из заданных направлений и направлением полуоси с коэффициентом преобразования Рх Ру, затем определяют величины компонент ЪМИ по формулам

Формула изобретения

789930

tO!

25 щий ориентацию преобразователя и определение величины модуля вектора ,магнитной индукции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышения точности, измеряемое поле линейно преобразуют по трем взаимно перпендикулярным направлениям с заданными коэффициентами преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентируют преобразователь до -совмещения направления преобразованного поля с указанным коэффициентом преобразования с направлением измеряемой компоненты вектора магнитной индукции, а направление с любым иэ оставшихся коэффициентов преобразования с плоскостью, образованной первым направлением и направлением вектора магнитной индукции, определяют величину вектора магнитной индукции преобразованного поля с последующим определением компонент вектора магнитной индукции.

2. Способ измерения компонент вектора магнитной индукции по п.1, отличающийся тем, что в плоскости, перпендикулярной направлению с коэффициентом преобразования отличающимся от двух других, задают два взаимно-ортогональных направления и определяют угол между одним иэ этих направлений и любым другим направлением преобразования.

3. Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, содержащее систему ориентации и преобразователь, соединенный через Измеритель с одним входом вычислителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен второй измеритель и преобразователь, расположенный в соединенной с системой ориентации оболочке из однородного магнетика, образованной двумя замкнутыми конфокальными поверхностями. второго порядка, при этом хотя бы одна полуось оболочки отличается по величине от двух других, а преобразователь подключен через второй измеритель к другому входу вычислителя.

Источники инфОрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев Ю; В. и др. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. "Энергия", 1972,. с.214-215.

2. Авторское свидетельство СССР

М 368571, кл. G 01 V 3/00, 1970.

r.Ужгород,ул.Проектная,4