Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля

 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения координат, индукции и магнитного момента дипольнего источника поля на фоне геомагнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля содержит семь групп взаимоортогональных компонентных магниточувствительных преобразователей (НЧП) 1 , синхронный детектор 2, источник 3 переменного тока, источник 4 опорных напряжений, вычислительный блок 5, регистрирующий блок 6, Введение дополнительных групп МЧП и синхронных детекторов, а также размещение шести групп МЧП парами на ортогональных осях прямоугольной системы координат, жестко соединенной с неподвижным основанием, таким образом , что групш МЧП каждой из пар симметричны относительно начала системы координат, в котором расположена седьмая группа МЧП, позволило повысить точность измерений и расширить частотный диапазон до границ, определяемых частотой пропускания МЧП. 1 ил. . С ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 1 G 01 R 33/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4264849/24-21 (22) 18.06.87 (46) 15.03.89. Бюл. Ф 10 (72) Г,И. Константинов и А.И. Олейник (53) 621.317.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1322208, кл. G 01 R 33/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 789949, кл, G Ol R 33/22, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО MOMEHTA И КООРДИНАТ ДИПОЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПОЛЯ (57) Изобретение относится к об ласти измерительной техники и предназначено для определения координат, индукции и магнитного момента дипольного источника поля на фоне геомагнитного поля, Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источ„.SU 1465841 А1 ника поля содержит семь групп взаимоортогональных компонентных магниточувствительных преобразователей

1МЧП) 1, синхронный детектор 2, источник 3 переменного тока, источник

4 опорных напряжений, вычислительный блок 5, регистрирующий блок 6.

Введение дополнительных групп МЧП и синхронных детекторов, а также размещение шести групп МЧП парами на ортогональных осях прямоугольной системы координат, жестко соединенной с неподвижным основанием, таким образом, что группы МЧП каждой из пар симметричны относительно начала системы координат, в котором расположена седьмая группа МЧП, позволило повысить точность измерений и расширить частотный диапазон до границ, определяемых частотой пропускания

МЧП. 1 ил, 1465841

38 81-Ва

1 о, 2 !

38 е 610 25 г

2Ч

8« Вэ в „-в«

3 В

45 Зхй

В, -28, +8„ г х

3 В В, -28„, +В

Д х дх

-28„+В, дх (2) 8 -28, +В

Э В

А: ау

8,-28, +84 у

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения координат, индукции, магнитного момента дипольного источ5 ника магнитного поля при наличии геомагнитного поля.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена функцио+ нальная структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит семь групп магниточувствительных образователей, каждая из которых содержит три взаи- !5 моортогонапьных компонентных магнито-чувствительных преобразователя (МЧП), ось каждого из которых параллельна осям прямоугольной системы координат, связанной жестко с непод- 20 вижной опорой . Выходы МЧП с 1 по 21 соединены с входами синхронных детекторов (СД) с 22 по 42 соответственно.

Входы каждого иэ МЧП 1-21 и коммутационные входы каждого иэ СД 22-4? 25 соединены с выходом генератора 43 переменного тока. Выходы СД с 22 по 42 соединены с соответствующими линиями входной шины вычислительного блока

44, Выход источника 45 опорных напря- 30 жений соединен с соответствующей линией входной шины блока 44, выход которого соединен с входом блока 46 регистрации. Группа МЧП 10-!2 размещена в начале укаэанной системы коор- 35 динат. Группы МЧП 1-3 и МЧП 4-6 как и группы МЧП 7-9 и МЧП 13-15, а также группы МЧП 16-18 и МЧП 19-21 размещены парами на соответствующих ограничительных осях указанной систе- щ иа координат, причем группы каждой из пар симметричны относительно начала системы координат.

Устройство работает следующим образом.

Каждый из МЧП 1-21 реагирует только на проекцию вектора 8 индукции магнитного поля на его измерительную ось. Магнитное поле в точке измерения состоит иэ суммы геомагнитного поля и магнитного поля дипольного источника, С выходов каждого из МЧП

l-21 через соответствующий ему СД 2242 на вычислительный блок 44 поступают электрические сигналы, пропорциональные проекциям измеренного вектора магнитного поля 81-821 на измерительные оси МЧП 1-21, С источника 45 опорного напряжения на вычислительный блок 44 поступают также электрические сигналы, пропорциональные значениям постоянных коэффициентов, в

1 частности b Ь b - - I /3 °

Р о .

4П

3; 2; 4.

В вычислительном блоке производится определение пространственных производных от проекций вектора магнитной индукции в точке наблюдения, которая является центром прямоугольной системы координат (СК), связанной с жесткой немагнитной неподвижной опорой, путем деления разности значений магнитной индукции, измеренных однокомпонентными МЧП, расположенными на осях указанной СК симметрично друг другу относительно центра

СК, на расстояние между преобразователями по соотношениям:

88х 8(4 -Ba 3 84 В q -В х ° 4 х 2а> Эф 2д х

38z В<> -В ЗВ, В -В

3> >2z> > 3> 2

ЗВ Вц-8 38 В -В 1

«

3, 2 а 2 (1)

Для определения вторых производных используются измерения магнитной индукции в трех точках, расположенных на каждой иэ осей СК. Одна точка измерений находится в начале СК, две другие на каждой оси симметрично друг другу относительно начала координат, При этом испольэуются следующие. соотношения:

d В В -28«+84 3 84 .Й

gyz bye gyi

146584 1

2 а В В + 2B<< + В<о

Bzz

Э Въ

Я 2

B <1 2В <о +Вуо

<< Z

32В BВ„

Bz

-2B

ЗВх ах авх <1 В ду2 Byã

ЭВ

Д у 2

1 1<<1«а

4 4П

З2В а в

Зах для

3 Вх

-д -.2 ав

az (3) ЗВ» а. с1 В»

Эх

ЗВ, «а>

Х

ЭВ ау

ОВ<

1 9IUa

3 4П

Э

Эв ах

8Bz

Зу дв

Ъ

Ва

Зх- r XY XZ ва„

Ио 1

4П r

Y Õ 3У -г Y ° Z ва

Z-Х Z Y 3z-r

2 а

В а.

2 -2 2 2, гдег =х +у +z х,у, z — координаты дипольного магнитного источника с началом СК в точке наблюдения; р 1ч — абсолютная- магнитная проницаемость ср еды1

В@ — проекция вектора индукции дипольного магнитного источника в точке наблюдения на i-ю ось В 2В,, ат- -о-. — частные производные вектора магнитной индукции первого и второго порядка по координатам () ° х» у » )»

Затем в вычислительном блоке 44 осуществляется определение координат

v, у, г дипольного магнитного источБ ника в принятой СК с центром в точке наблюдения (место р ас положения

ИЧП 1О-12)no следующим соотношения:

М; - проекция момента магнит" ного источника на i-ю

45 ось СК (i х, у, z)„

Соотношения (3) служат для определения координат, соотношения (2) для определения проекций вектора индукции, а соотношения (3) " для опВ11 ределения момента дипольного магнитного источника, Соотношения (3) получены дифференцированием по координатам известных соотношений. После нахождения координат в вычислительном

55 блоке осуществляется определение проекций вектора индукции дипольного истока Вахе Ваз B>å по соотн шениям (2), а затем магнитного момента диполя М„, М, Mz по соотношениям

5 14 (3) . Сигналы, пропорциональные координатам х, у, z индукции ВЭ и момента M3; (i х, у, z3 поступают соответственно в регистрирующий блок

4б.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерений параметров магнитного диполя, в особенности — перемещающегося в пространстве, Частотный диапазон устройства ограничен лишь полосой пропускания МЧП, 65841

Формула из обр ет ения

Составитель А,Сазонов

Редактор С.Лисина Техред Л. Олийнык Корректор M,Âàñèëüåâà

Заказ 942/47 Тираж 711 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля, содержащее четыре группы магниточувствительных преобззователей, входы которых соеди . ены с выходом генератора. переменного тока, шесть синхронных детекторов, коммутационные входы которых соединены с выходом генератора переменного тока, источник опорного напряжения, причем выходы источника опорного нап ряжения и каждого из синхронных де текторов соединены с соответствующими линиями входной шины вычислитель( ного блока, выход которого соединен с входом блока регистрации, каждая из групп магнита чувствительных преобразователей содержит три взаимоортогональных компонентных магниточувст5 вительных преобразователя, ось каждого из которых расположена параллельно осям прямоугольной системы координат, связанной жестко с неподвижной опорой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополнительно три группы магниточувствительных преобразователей, входы которых соединены с выходом генератора переменного тока и выходами шестнадцати дополнительных синхронных детекторов, выходы которых соединены с соответствующими линиями входной шины вычислительного блока, вход каждого из синхронных детекторов, с первого по двадцать первый, соединен с выходом соответствующего компонентного магниточувствительного преобразователя, 2 причем одна группа магниточувствительных преобразователей установлена на жесткой опоре в начале прямоугольной системы координат, на каждой из осей которой, установлены пары магниточувствительных лр еобр аз ов ателей симметрично относительно ее начала,