Способ измерения параметров электромагнитного поля

 

Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения - повышение точности измерений мгновенных значений напряженностей электрической и магнитной компонент поля. Сущность данного способа состоит в измерении всех шести составляющих электромагнитного поля H<SB POS="POST">X</SB>, H<SB POS="POST">Y</SB>, H<SB POS="POST">Z</SB>, E<SB POS="POST">X</SB>, E<SB POS="POST">Y</SB>, E<SB POS="POST">Z</SB>, что повышает точность измерения мгновенных значений его напряженностей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 0 R29.,/08 ИОЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

Н А 8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 428)857/24-09 (22) 13.07.87 (46) 15.07.89. Бюл. Р 26 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) R.Ã.Áîëäûðåâ, В.В.Бочаров, В ° H.Булеков, В.Л,Головкин, А.А.Ковзан, С,Б.Резников и B.B,Ñàâîñòüÿíîâ

53) 621 ° 317,328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Y - 1308946, кп, G 01 R 29/08, 1985.

Гершунский Б,С. и др, Справочник по основам электронной техники.

Киевский ун-т, 1972, с, 122-126 °

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе»о для измерения векторов электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в широком частотном диапазоне.

Пель изобретения — повышение точHîсти измерений мгновенных значений напряженностей электрической и магнитной компонент поля.

На чертеже приведено устройство, реализующее способ измерения векторон электрической и магнитной составляющих элек громагнитного поля.

Устройство, реализующее способ измерения параметров электромагнитного ноля включает герметизированвый электронно-вакуумный баллон 1 с тремя цилиндрическими выступами, оси . которых направлены вдоль трех пространственных прямоугольных осей коор„.,Я0„„1ЩДЯ6 А 1

2 (S4) СПОСОБ ИЗМКРКНИЯ ПАРАМКТРОВ

ЭЛККТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электроизмерениям, Цель изобретения — повышение точности измерений мгновенных значений напряженностей электрической и магнитной компонент поля. Сущность данного способа состоят в измерении всех шести составляющих электромагнитного поля Н„, Н, Hz, Кх К М Fz что повышает точность измерения мгновенных значений его напряженностей, 1 ил. динат (х, у, z) . В месте пересечения осей цилиндрических выступов расположена электронная пушка 2 с катодом и тремя ускоряющими и фокусирующими устройствами, оси которых совпадают с осями цилиндрических выступов. По торцам цилиндрических выступов рас-. положены анодные мишени, состоящие, например, из центральной резистивной или полупроводниковой пластины 3 и двух пар периферийных токосъемных шин 4 и S, В зоне каждого из ци; линдрических выступов установлено два отклоняющих магнитопровода 6 и

7, средние силовые линии которьгх пересекаются с осью соответствующего цилиндрического выступа под прямыми углами ° Первый отклоняющий магнитопровод 6 состоит из двух цилиндричес. ких стержней, ось которых 8 параллельна оси одного из двух других

1493964

40 шлиндрических выступов. Второй отк. цоняющий магнитопровод 7 выполнен в виде двухполюсного С-образного тороида, касательная 9 к средней силовой линии 10 которого, лежащая в ее плоскости и проходящая через точки ее пересечения с осью данного цилиндрического выступа, перпендикулярна оси первого отклоняющего магнитопровода 6. Катод электронной пушки 2 подключен к отрицательному зажиму стабилизированного источника постоянного тока 11, а токосъемные шины через балластные резисторы 12 и 13 подключены к положительному зажиму того же источника. Каждая из пар противорасположенных токосъемных 4 и 5 шин через соответствующий нелинейный элемент 14 и усилитель 20

15 подключена к устройству индикации 16, причем цепь подключения трех токосъемньм шин, которые параллельны вышеописанной касательной, на входе устройства индикации 16 содержит 25 интегрирующее звено 17, цепь обнуления которого и цепь управления индикаторного устройства подключены к блоку управления 18, Тороидальный отклоняющий магнитопровод расположен 30 внутри съемного электропроводного ( экрана 19, имеющего форму полудисковой коробки (на чертеже показан в снятом положении), Для упрощения изобРажения позиции 35

6, 7, 12, 13, 14, 15, 17, 29 показаны на чертеже лишь прим"вительно к одному из цилиндрических выступов герметизированного баллона 1. Предполагается, что число указанных элементов и соотственно число входов элемента 16 и выходов элемента 18 утроено по сравнению с чертежом, Способ измерения параметров электромагнитного поля, реализуется 45 следующим образом, Герметизированный баллон 1 помещают в исследуемую область электромагнитного поля с произвольными направлениями осей цилиндрических выступов, при этом элек50 тропроводные экраны 19 надеты на тороидапьные отклоняющие магнитопровода 7.

При включении источника постоянного тока 11 »а электроды герме55 тибиров явного баплона 1 подается анодное напряжение, и при обеспечении шгтавия нити накала катода анодпой пушки 2 (источник питания нити накала на чертеже не показан) возникают три электронных пучка, направленных вдоль осей цилиндрических выступов и сфокусированных Jlo центрам соответствующих резистивных пластин

3 анодных мишеней фокусировка производится до помещения прибора в исследуемое поле. Магнитное поле, как составляющая электромагнитного поля с напряженностью Н, концентрируется внутри цилиндрических магнитопроводов, что приводит к соответствующим отклонениям электронных пучков на каждой из катодных мишеней в сторону одной из токосъемных шин 4 (в результате действия сил Лоренца), пропорционально соответствующим составляющим вектора напряженности магнитного поля (Н,, Нg Н ), Это приводит к разбалансу токов в балластных резисторах 12 и к появлению соответствующих сигналов на входах нелинейных элементов 14, служащих для компенсации нелинейных характеристик анодных мишеней, Усиленные сигналы, пропорциональные составляющим Н„, Н и Hz, подаются через усилители 15 на входы устройства индикации 16. При этом, электрическое поле благодаря экранам

19 не пронизывает контуры, образованные средними силовыми линиями тороидальных отклоняющих магнитопроводов.

В момент начала одновременного механического снятия всех трех электропроводных экранов 19 производится также запуск интегрирующего звена 17 с помощью блока управления 18, При наличии электрического поля с этого момента происходит изменение величин потоков вектора напряженности элекм трического поля Е сквозь контуры средних силовых линий 10 тороидальных магнитопроводов 7/(F Б, Е 8, F Б, где S — площадь контура), а следовательно, появление в последних магнитных потоков с индукциями пропорциональными скоростям изменений составляющих вектора F.:

S ЭК

В, = ц, — E.E —, ;

В, =ш, — C,E --; в = р, p — Е, E -— - --..

3Fz

1 де

Чти соотношения получают из первого уравнения Масквелла в интегральной форме при 1(c %, где E = 1, 1 — длина!

4939kI> ии; 3 — длина ! средней силовой лин кендикуляриой <>сн н>.>н н «ил >д.;.. >с— волны, кой трубки млгни;H0Г« .I>. токз. (»,е

Указанные магнитные потоки вызы- деляемому «утем прес>(р, з. лл> и э .->г вают соответствующие отклонения элек- от . Пине«ия II злс ктр; "ки сиг:.= .

5 тронных пучков на каждой из анодных и фи> слции е: о " и ч л - щ н ч ! . % мишенеи в сторону одной из токосъем- с я тем, что, с целью Повышения ных шин 5 (в результате действия точности измерений мгновенных значесил Лоренца), пропорциональные ско- ний напряженностей электрической и ростям изменений соответствующих сос- 10 магнитной компонент поля, дополнитавляющих напряженности электрическо- тельно формируют второй и третl".é го поля (--2 †--Х) Э и иво т аимно перпендикул Рные -"-лектронные аы ае ае, пучки, перпендикулярные первому к разбалансу токов в балластных ре- электронному пучку, причем оси всех зисторах 13 и к появлению соответст- !5 трех электронных пучков пересекаютвующих сигналов на выходах нелиней- ся в одной точке, преобразуют вторую ных элементов 14. Усиленные сигналы, и третью состлвлян>щие измеряемого пропорциональные составляющим ——

ЭЕ с магнитного поля, перпендикулярные д дt соответствующей оси второго и третьеВеу Зе, 20 ro з.- c Kтронных пучков, друг другу и — —, подаются на соответствую- и первой составляющей измеряемого магнитного поля, но вторую и третью щие интегРирующие звеньЯ 17, а сигна- цилинс,рические трубки магнитного голы, пропорциональные самим мгновенным тока соответственно, расположенные значениям F. Г и Š— на вхо ы относительно второго и третьего элекУ P уст ойства ин икан ии 1 индикации 16. тронных пучков соответственно иденТаким образом и едлагаемый способ пРеДлагаемый способ тично расположению первой цигиндрипозволяет измерять все шесть состав- ческой тр бки магнитного потока отляющих электромагнитного поля (H>

Е H F. FZ) благодаря чему 30 пучка, после преобразования отклоповышается точность измерения мгно- нения каждого из трех электрон«ых венных значений его напряженностей, пучков в плоскости, перпендикулярОсобенно существенно указанное повы- ной 0сН соответствующей цилиндричесшение при измерении несинусоидально- кой трубки магнитного пс.то..а, в элекГО э ектромаГнитнОГО пОля (напримерt д5 трич -cKHA сиГHRJI и > н,кс ц импульсного), или электромагнитных преобразуют состлвляищис измеряемого волн в так насываемой "Бл жн сыва мой Ближней зоне, электрического поля в тороидлльные где максимальные значения напряжен- трубки магнитного потока оеи кажностей электрического и магнитного

4р соответствующего злектронн>ого пучка, пример вдвое ! перпендикулярно к ней и к оси соотФормулаи зоб ретения ветствующей цилиндр« еской трубки магнитного потока, а плоскость клжСпособ измерения параметров дого из тороидов перпендикулярна электромагнитного поля, включаю- 45 оси соответствующего электронного агнии формирование в вакууме пер- пучка, и судят о нлпряженности сосвого электронного и чка тавляющих эле ктрич е с кого поля по о тразование пе вой клонению электронного пучка в плосмеряемого магнитного поля перпенЭ кости, проходящей через ось соответдикулярной оси электронного пучка, ствующих тру ки мл гни тиогo floToKR в первую цилиндрическую трубку маг- и неотклоненного электронного пучка, нитного потока, которая пересекает определяемому путем нреобразовлния электронный пучок, причем ось первой его в электрический сигнлл, интегцилиндрической трубки магнитного по- рирования и фиксации, причем момент тока пересекает ось электронного пуч- начала интегрирования совпадает с ка под прямым углом, и о напряжен- моментом начала нреобрлзонлния сосности первой составляющей магнитного тавляющих измеряемого злектрического поля судят по отклонению первого пОлЯ В тОРОидлльные трубки млгнитно электронного пучка в плоскости, пер! 4 3с 4

Составитель П.Савельев

Редактор И.Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор 0,1;ипле

Заказ 4)05/43 Тираж 7!3 ПовнисHGi?

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, 1О1