Трехкомпонентная двойная кубическая мера магнитной индукции

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокооднородного трехкомпонентного магнитного поля и измерения магнитного момента источника магнитного поля. Цель изобретения - снижение трудоемкости при изготовлении и повышение однородности поля в рабочем объеме. Кубическая мера состоит из шести одинаковых по геометрии и по намотке панелей. Рабочий объем меры представляет собой куб, наружная поверхность - тридцатигранник (большой куб), из вершин которого удалены маленькие кубики. Каркас каждой панели 1 состоит из правильной четырехгранной пирамиды, четырех тетраэдров, четырех неправильных четырехгранных пирамид и четырех трехгранных призм. На каждой правильной пирамиде размещены три плоских обмотки, на каждом тетраэдре - четыре плоских обмотки, на каждой неправильной пирамиде - восемь плоских обмоток, на каждой призме - две одинаковые обмотки с прямоугольными витками. Каждая обмотка выполнена с постоянным шагом витков. Все обмотки панели, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены последовательно и выведены на угол панели. За счет максимального использования кубического пространства повышается однородность поля. Снижение трудоемкости при изготовлении устройства обеспечивается тем, что все обмотки выполняются на отдельных панелях. 7 ил.

ав on 1) G Ol R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4398248/24-21 (22) 28.03.88 (4б) 15.05.90. Бюл. II- 18 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) А.О.Дитман и В.И.Мигачев (53) б21.317.44(088.8) (S6) Авторское свидетельство СССР

II 1354143, кл. G ОI..R 33/02, 1987. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНАЯ ДВОЙНАЯ КУБИЧЕСКАЯ МЕРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокооднородного трехкомпонентного магнитного поля и измерения магнитного момента источника магнитного поля. Цель изобретения.— снижение трудоемкости при изготовлении и повышение однородности поля в рабочем объеме. Кубическая мера состоит иэ шести одинаковых по геометрии и по намотке панелей, Рабочий объем меры представляет собой куб, наружная поверхность — тридцатигранник (боль-. шой куб), из вершин которого удаленБГ маленькие кубики. Каркас каждой панели 1 состоит из правильной четырехгранной пирамиды, четырех тетраздров, четырех неправильных четырехгранных пирамид и четырех трехгранных призм. ,На каждой правильной пирамиде размещены три плоских обмотки, на каждом тетраэдре — четыре плоских обмотки, на каждой неправильной пирамиде — восемь плоских обмоток, на каждой призме — две одинаковые обмотки с прямоугольными витками. Каждая обмотка вь полнена с постоянным шагом витков.

Все обмотки панели, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены последовательно и выведены на угол панели. За счет максимального использования кубического пространства повышается однородность поля. Снижение трудоемкости при изготовлении устройства обеспсчивается тем, что все все обмотки выполняются на отдельных панелях. 7 ил.

1564576

Изобретение относится к измерениям магнитных полей и может быть использовано как для создания высокооднородного трехкомпонентного магнитноР Ф го поля, так и для измерения магнитного момента источника магнитного поля, Целью изобретения является повышение однородности магнитного поля в рабочем объеме и снижение трудоемкос- !О ти при изготовлении.

На фиг.1 показан каркас, общий вид;.на фиг.2а — первый типовой элемент панели †.пирамида в аксонометрической проекции; на фиг.26 — то же, вид снизу; на фиг.3 г второй типовой элемент панели — .тетраэдр в аксонометрической проекции; на фиг.4 — третий типовой элемент панели — неправильная четырехгранная пирамида; на фиг.5 — распределение магнитного потока в рабочем объеме меры и в обратных каналах — одной из трех составляющих (например, Z-составляющей) в сечении, проходящем через центр уст д ройства перпендикулярно оси Z; на фиг.б — соединенные последовательно обмотки, создающие одну из трех составляющих.(например, 2-составляющую) индукции магнитного поля и расположен.30 ные на разных элементах (показано согласованное направление тока в витках; широкими линиями выделены сосредоточенные обмотки и технологические части витков основной обмотки, охватывающей рабочий объем); на фиг.7— укладка обмотки с квадратными витками с учетом бифилярных ее частей и компенсирующей обмотки.

Устройство содержит шесть одинаковых по геоме-.рии и по намотке панелей 1, соединяемых шестижильным кабе- лем. Каждая из панелей состоит из одной правильной четырехгранной пира" миды 2, четырех одинаковых тетраэд-. 45 ров 3, четырех одинаковых неправильных четырехгранных пирамид 4, четырех одинаковых трехгранных призм 5. Каждая из пирамид несет на себе три плоских обмотки с постоянным шагом: две ортогональные обмотки б и 7 на основании пирамиды с витками, параллельными ребрам основания, одна обмотка 8 из квадратных витков на боковых гранях параллельно основанию пирамиды и

55 сосредоточенная обмотка по контуру основания пирамиды для компенсации технологических частей обмоток на других панелях. Каждый тетраэдр несет на себе четыре плоских обмотки с постоянным шагом: обмотки 9 и 1О, параллельные плоскости симметрии, обмотка 11 на торце, параллельная гори" зонтальному ребру, и обмотка 12 HG торце, перпендикулярная горизонтальному ребру.

Каждая неправильная пирамида несет на себе восемь плоских обмоток с постоянным шагом: обмотки 13-16 на основании пирамиды параллельно сторонам основания, обмотки 17-20 на двух торцовых сторонах перпендикулярно основанию.

Каждая трехгранная призма несет на себе две одинаковых обмотки 21 и 22 с постоянным шагом из прямоугольных витков. Сосредоточенная обмотка по контуру основания пирамиды обозначена позицией 23.

При изготовлении панели 1 все обмотки, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены последовательно и выведены на угол панели в шестижильный кабель. При сборке меры из панелей 1 кабели от панелей коммутируют по координатным составляющим, и мера готова к работе.

Геометрия системы задается двумя величинами (фиг,5); стороной куба рабочего объема а и высотой пирамиды Ъ.

Полный габаритный размер системы а+2Ь.

Шаг соленоида основной обмотки 6 (фиг.4) определяется заданным полем

Но в рабочем объеме и однородным полем Н в обратном канале (четыре вертикальные.прямоугольные призмы на фиг.4.):

I a

h = — — —— (1)

Н,+Н, N где N о — число витков на основании пирамиды 2;

I — ток в одном витке.

Величина однородного поля Н в об1 ратном канале определяется из равенства потоков вектора Н (фиг.5) í рабочем объеме и обратном канале: а

Н вЂ” — = НгЪ

4 или

Н = Н а 4Ъ (2)

Е!одставляя в (1), получим шаг обмоток 6 и 7: т 4b (3) а Н, а+4 Ь

4Ъ

5 15

Шаг соленоида обмотки обратного канала (обмотки 12-22)

I 4Ь

Ь (4)

Н, а

Шаг обмотки 8 из квадратных витков на пирамиде 2 и обмоток 9 и 10 на тетраздрах 3

I 2Ь и а (5)

1 а +4ьт

10 . Шаг обмотки ll на тетраздрах 3 равен

00 о

Формулы (3)-(6) определяют геометрию обмотки на всех поверхностях.

При заданных величинах Но и а выбор величин I u b позволяет обеспечить размещение целого числа витков на основных поверхностях а Н а(а+4Ь)

N — — — -- - . (7)

Ь I 4Ь (6) 64576 6

Как устройство для измерения магнитного момента источника переменного поля:

l. 01 крывается одна из панелей.

2. Вносится объект.

3. Закрывается;-.ариель.

4. Обмотки устройства поочередно через усилитель подключаются к вольтметру, который показывает соответствующие составляющие дипольного магнитного момента.

Как устройство для измерения момента источника постоянно-о магнитного поля;

1. При закрытой панели включается веберметр, подключенный к устройству.

2. Открывается входная панель.

3 ° . Объект вносится в рабочий объем.

4. Панель закрывается.

5. Снимаются показания веберметра.

Число витков обмотки обратного канала

a+2b Но а(а+2Ъ)

N = —— (8)

h, I 4b

Число квадратных витков на пирамиде 2

Н а à +4b

N = (9)

I 4аЬ

Число витков торцовой .обмотки 11

b Ноа. Ъ

Nû,= == (10)

I 2a

35

Как мера магнитной индукции.

), Одна из обмоток подключается к источнику питания, 2. Открывается одна из панелей.

3. Вносится объект.

4. Панель закрывается.

5 Производятся измере я При 55 необходимости подключают источник пи тания к другим обмоткам устройства.

6. Панель открывается.

7. Объект. вынимается.

Число витков корректирующей обмотки 23

No а Ньа

N = — — — — — — = — — — г ()))

2 2h, 2I

b 1 Но а 40

Например при — = — — и -О- = 24 а 6 Г по формулам (7)-(11) получает следующие числа витков: N = 54, N 48, 40, N оо 2,1) з 12 °

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Формула из обре тени я

Трехкомпонентная двойная кубическая мера магнитной индукции, выполненная в виде замкнутого блока иэ панелей и содержащая три взаимно ортогональные обмотки на каркасе, каждая из которых выполнена иэ последовательно соединенных соленоидов с постоянным шагом намотки, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения однородности поля в рабочем объ»:ме, мера выполнена нз шести одинако-вых по геометрии и намотке панелей, каркас каждой иэ которых состоит иэ правильной четырехгранной пирамиды, четырех идентичных тетраэдров, неправильных четырехгранных пирамид и трехгранных призм, на каждой панели на правильной четырехгранной пирамиде размещены три плоских обмотки с постоянным, но разным шагом, из которых две ортогональные обмотки уложены на основании пирамиды с витками, параллельными ребрам основания, одна обмотка из квадратных витков на боковых гранях пирамиды, а также одна сосредоточенная обмотка по контуру основания, на каждый тетраэдр нанесены четыре .плоских обмотки, из которых две параллельны плоскости симметрии, одна на торцовой грани параллельна горизонтальному ребру и одна на торцовой грани перпендикулярна горизонтальному ребру, на каждой неправильной пирамиде нанееены восемь плоских обмоток, 1564576

1 из которых четыре расположены на основании пирамиды параллельно ребрам основания, а четыре — на двух торцовых сторонах перпендикулярно основанию, на каждую трехгранную призму нанесены две идентичные обмотки с прямоугольI ными витками, причем все обмотки панели, относящиеся к одной координатной составляющей соединены последовательно и выведены на угол панели.!

564576

1564576

Фиаб

Составитель А,Дивеев

Техред M.Ходанич Корректор M Кучерявая Редактор М.Циткина

Заказ 1158 Тираж 564 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

II 11

Производственно-издательский комбинат патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101