Устройство для измерения напряженности импульсных магнитных полей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 1601,81 (21) 3238456/18-21 (51) М. КЛ. с гтр исае д и нем и ем заявки Ио (23) Приоритет

G 0I R 33/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0 8.82,Бголлетень М30

Дата опубликования описания 15,08.82 ($)) УДК 621. 317..44 (088.8) (72) Авторы изобретен и я

Б. B. Авдеев, И. I! . Иерусалимов, Н, À. Кошелев

В.В. Куцаенко,. С.А. Соболев и С И. I ихомирнов т (71) Заявители

Научно-произнодственнос объединение Кваг и Московский физико--.åõêè÷ecêèé институт т

ВВвйвО 1 с! . : (54) УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗИI- РВ11ИЯ НАПРЯЖВНПОСТИ

ИМ!1УЛЬСНВ1Х МА! НИТНЫХ ПОЛЕ!1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудIo-âðåìåíHûõ характеоистик напряженности импульсных магнитных полей, в частности, при исследовании грозовых разрядов, в работах по созданию управляемого термоядерного синтеза и в технике высоких напряжений.

Известно gjcTpoHcTBQ для измере— ния и регистрации напряженности импульсного магнитного поля, выполненное в виде индуктивного зонда, сигнал с которого коаксиальным кабе— лем в качестве канала передачи информации подается на систему отображения, например электронный осциллограф (1).

Недостатком его является то, что для сильных быстронарастающих импульсных магнитных полей при значительной длине кабеля регистрируемый сигнал искажается вследствие ограниченной сверху частотной характеристики коэффициента передачи кабеля и недостаточной его помехоэащищенности, что приводит к уменьшению точности измерения.

Известно также устройство, содержащее иcTочник сне Tа, блок пи— тания, поляризатор, ячейку Фарадея, анализатор, снетонод, фотоприемник и регистрирую:ее устройство.

Снет, проходя последовательно через поляризатор,. ячейку Фарадея, анализато;. н сзетонод, пресбразу10 ется фотоприемником в электричес— кий сигнал, регистрируемый осцнл— лографом. Измеряемое магнитное по— ле, воздействуя на ячейку Фарадея, поворачинает плоскость поляризации проходящего через нее линейнополяри—

15 зованного света. При этом интенсив— ность регистрируемого света изме— няется по закону cos сс, где с( угол поворота плоскости поляризации в магнитном поле, линейно за—

2() висящий от напряженности поля. Из— менение интенсинности регистрируе— мого света по закону cos el уменьшает линейный динамический,циапазон устройства (2).

Однако данное устройстно харак— теризуется недостаточной величиной динамического диапазона.

Цель изобретения — увеличение динамического диапазона.

951207

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник света, оптически связанный с ним поляризатор, ячейку Фарадея и оптически связанный с ней анализатор, дополнительно, введены пространственный ротатор угла поляризации с заданным законом изме— нения угла поворота плоскости поляризации в вертикальном направле— нин, установленный между поляризатором и ячейкой Фарадея, последовательно установленные за анализатором полевая диафрагма, аналоговый дефлектор и фоторегистрирующий материал, а также последовательно соединенные индуктивный датчик, бло синхронизации и развертки, выход

t которого электрически соединен с аналоговым дефлектором,причем блок синхронизации и развертки, аналоговый дефлектор и фоторегистрирующий материал помещены в электромагнитный светонепроницаемый экран, выполненный с входным оптическим окном, размещенным соосно с полевой диафрагмой.

На чертеже показана структурная схема устройства для измерения напряженности импульсных магнитных р полей.

Схема включает источник 1 света, блок 2 питания, поляризатор 3, пространственный ротатор 4 угла поляризации, ячейку 5 Фарадея, анализатор 6, полевую диафрагму 7, аналоговый дефлектор 8, фоторегистрирующий материал 9, блок 10 синхронизации и развертки, индуктивный датчик 11, электромагнитный светонепроницаемый экран 12 с входным оптическим окном.

Устройство работает следующим образ oM.

В исходном состоянии при отсутствии внешнего магнитного поля пучок света достаточной ширины . от источника 1 света линейно поляризуется поляризатором 3 и, проходя через пространственный ротатор 4, например с постоянным градиентом угла поляризации в вертикальном на правлении, приобретает постоянное приращение угла поляризации, В качестве пространственного ротатора может быть использован клин из материала, обладающего постоянной Вер де, и помещенный в однородное магнитное поле постоянного диэлектрического магнита. При прохождении света через анализатор 6 и полевую диафрагму 7 в виде вертикальной цепи на фоторегистрирующем материале 9 образуется вертикальная линия, интенсивность которой изменяется с периодом от минимальной до какой-то максимальной величины. Период определяется градиентом угла

15 к

55 поляризации пространственного ротатара 4 и равен

У /угад Ч, где grad Ч вЂ” величина, характеризующая вращение плоскости поляризации пространственным ротатором.

При воздействии исследуемого магнитного поля на ячейку 5 Фарадея поворачивается плоскость поляризации всех лучей, проходящих через нее, на угол с(., пропорциональный напряженности измеряемого магнит— ного поля. В результате изменяется распределение интенсивности света на фоторегистрирующем материале 9 так, что все точки одной интенсив— ности смещаются в вертикальном на— правлении на величину, определяемую выражением I (t ) = с((t ) /grad Ч

Одновременно с воздействием исследуемого магнитного поля на ячейку 5 Фарадея в индуктивном датчике 11 наводится элект рическ ий сиг— нал, запускающий блок 10 син>;гсниэ ации и развертки, который упра вля 4 ет работой аналогового дефлектара 8, разворачивающего начальную вертикальную линию на фоторегистри( рующем материале 9 в горизонтальном направлении с необходимой скоростью определяемой параметрами блока 10.

Таким образом, на фоторегистрирующем материале 9 каждая точка первоначальной вертикальной линии описывает кривую, отклонение которой

Х(t) линейно зависит от напряженности магнитного поля в любой момент времени. Для предотвращения влияния исследуемого импульса магнитного поля на аналоговый дефлектор 8, фоторегистрирующий материал

9, блок 10 синхронизации и разверт ки эти блоки помещены в электромагнитный светонепроницаемый экран 12 с входным оптическим окном.

Введение ротатора 4, полевой диафрагмы 7, входного оптического окна 13, аналоговогo дефлектора 8, фоторегистрирующего материала 9, а также индуктивного датчика 11 и блока 10 синхронизации и развертки позволяет расширить амплитудный динамический диапазон устройства, что в конечном счете приводит к уменьшению количества подобных устройств при измерениях импульсных магнитных полей.

Формула и за брете н и я

Устройство для измерения напряженности импульсных магнитных полей, содержащее источник света, оптически связанный с ним поляризатор, ячейку Фарадея и оптически связанный с ней анализатор, о т л и ч а ю

951207

Составитель А. Евреев

Редактор М. Дылын Техред,Ж.Кастелевич Корректор С. шекмар

Заказ 5939/50 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щ е е с я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона, в него дополнительно введены пространственный ротатор угла поляризации с заданным законом изменения yr" ла поворота плоскости поляризации в вертикальном направлении, установленный между поляризатором и ячейкой Фарадея, последовательно установленные за анализатором полевая диафрагма, аналоговый дефлектор и фоторегистрирующий материал, а так— же последовательно соединенные индуктивный датчик, блок синхронизации и развертки, выход которого электрически соединен с аналоговым дефлектором,причем блок синхронн зации и развертки, аналоговый дефлектор и фоторегистрирующий материал помещены в электромагнитный светонепроницаемый экран, выполненный

5 с входным оптическим окном, размещенным соосно с пол ев ой диафрагмой .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Серов, Ричардсон, Бертип. 0 Зонд для измерения магнитных полей с субнаносекундным разрешением. Приборы для научных исследован и и

1975, Р 7, с. 88.

2. Авторское свидетельство СССР

15 9 454511, K . G 01 R 33/00, 1973.