Устройство для измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения в пространстве вертикальной составляющей вектора магнитного поля Земли и намагниченных тел, по результатам измерений которых определяют местоположение полезных ископаемых, намагниченных тел и осуществляют контроль качества изготовления этого изделия. Цель изобретения - повышение точности измегрения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции. Устройство содержит однокомпонентный магниточувствительный преобразователь, закрепленный на кардановом подвесе с двумя степенями свободы, герметичный немагнитный корпус с объемом, заполненным демпфирующей жидкостью, два немагнитных физических маятника , два дополнительных кардановых подвеса с двумя степенями свободы каждый, размещенные один под другим и связанные между собой вертикальнымторсионом. Первый физический маятник выполнен с внутренней герметичной полостью со смещением центра тяжести превышающий по крайней мере 1/3 всей длины этого маятника, подвешен на основном кардановом подвесе и установлен в объеме немагнитного корпуса с демпфирующей жидкостью. Второй физический маятник подвешен на нижнем дополнительном кардановом подвесе со смещением центра тяжести относительно подвеса так, что его маятниковый момент превышает по крайней мере в два раза момент трения нижнего дополнительного карданового подвеса . Верхний дополнительный кардановый подвес закреплен на первом физическом маятнике, магниточувствительный преобразователь установлен - на втором физическом маятнике над верхним дополнительным кардановым подвесом. Второй физический маятник, два дополнительных кардановых подвеса с вертикальным торсионом и магниточувствительный преобразователь размещены в полости первого физического маятника. Такое исполнение данного устройства обеспечивает повышение точности измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции. Ц ил. Q 3 (Л О5 00 00 to о о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g)g G О1 R 33/ОО

ГоехаА СТНЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4721729/21

t (22) 19,07.89 (46) 30.10..91. Бюл. 40 (72) А.П. Филимонов, Ю.И. Иванов, В.П. Порфиров и Б.М. Смирнов (53) 621.317 44 (088.8) (56) Андриевский Е.А. Возможность использования магнитного умножителя в йя-магнитометре. Автоматический контроль и измерительная техника. Киев: Наукова думка, 1965. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ВЕРТИ"

КАЛЬНОЙ.СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕКТОРА МАГНИТ"

НОЙ ИНДУКЦИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения в пространстве вертикальной составляющей вектора магнитного поля Земли и намагниченных тел, по результатам измерений которых определяют местоположение полезных ископаемых, намагниченных тел и осуществляют контроль качества изготовления этого изделия. Цель изобретения - повышение точности изме„рения вертикальной составляющей векто». ра магнитной индукции. Устройство содержит однокомпонентный магниточувствительный преобразователь, зак" репленный на кардановом подвесе с двумя степенями свободы, герметичный немагнитный корпус с объемом, заполненныи демпфирующей жидкостью, два немагнитных физических маятниИзобретение откос ит ся к иэмери" тельной технике и может быть исполь2 ка, два дополнительных кардановых подвеса с двумя степенями свободы кажлый, размещенные один под другим и связанные между собой вертикальным -. торсионом. Первый Физический маятник .выгполнен с внутренней герметичной полостью со смещением центра тяжести превышающим по крайней мере 1/3 всей длины этого маятника, подвешен на

ocHosHoh) кардановом подвесе и уста" новлен в объеме немагнитного корпуса с демпфирующей .жидкостью. Второй фи-. зический маятник подвешен на нижнем дополнительном кардановом. подвесе со смещением центра тяжести относительно падвеса так, что его маятниковый момент превышает по крайней иере в два раза момент трения нижнесо дополнительного карданового подвеса. Верхний дополнительный карда.новый подвес закреплен на первом физическом маятнике, магниточувстви-. тельный преобразователь установлен на втором физическом маятнике над верхним дополнительным кардановым подвесом. Второй физический маятник, два дополнительных кардановых подве.са с вертикальным торсионом и магниточувствительный преобразователь размещены в полости первого физического маятника. Такое исполнение данного устройства обеспечивает повышение точности измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индуKk ht ° 4 ил. зовано для измерения в пространстве вертикальной составляющей вектора

1688206 магнит ного поля Земли и кама гниченныхтел, по результатам измерений которых определяют местоположение полез— ных ископаемых, намаг.ниченных тел и осуществляют контроль качества изготовления изделий из ферромагнитных. материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения вертикальной составляющей вектора магнитной продукции; на фиг.2-4 — ее сечения.

Устройство для измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции состоит из однокомпо нентного магниточувстви тельного преобразователя 1, карданового подвеса 2 с двумя степенями свободы, немагнитного корпуса 3 с демпфирующей жидкостью 4, двух немагнитных физических маятников 5 и 6 с центрами .тяжести в точках 0 и 0 соответственно, двух дополнительных кардановых подвесов 7 и 8 с двумя степенями свободы и вертикального торсиона 9. Маятник 5 подвешен на кардановом подвесе 2 маятник 6 - на кардановом подЭ

3О весе 8 с центром тяжести в точке 0 относительно точки подвеса (точка "оединения карданового подвеса 8 с торсионом 9), кардановый подвес 7 зак реплен на. маятнике 5, кардановые подвесы 7 и 8 соединены в точках подвеса торсионом 9, преобразователь 1 установлен на маятнике 6 над кардановым подвесом 7, кардановые подвесы 7 и 8 с торсионом 9, маятником 6

4О и преобразователем 1 размещены в поло сти HB HT H 9KB 5 .

Устройство работает следующим образом.

При наклонах подвижной платформы, в частности судка, а вместе с ним

45 и герметичного немагнитного корпуса

3 первый физический маятник 5 благодаря кардановому подвесу 2 и заданно-. му смещению центра тяжести О, удерживает свою продольную ось в вертикаль- о ном направлении„ компенсируя тем самым значительные наклоны корпуса 3.

Благодаря смещению центра тяжести первого Физического маятника по крайней мере на величину 1 >KL < 5 (где L — вся длина ма ятни ка ) воз1 никает при отклонениях маятника от вертикали вращательный момент, достаточный для того, чтобы с требуемой быстротой возвратить маятник в исходное вертикальное положение при всех возможных наклонах платформы и противодействиях, оказываемых при этом со стороны демпфирующей жидкости и возникающюа по другим возможным причинамм, Величина коэффициента К определяется качеством карданового подвеса первого физического маятника, вязкостью демпфирующей жидкости 4 и другими Фактами.

Собственные колебания первого физического маятника 5 будут существенно меньше вынужденных и быстро затухают благодаря демпфирующему действию жидкости 4, в которую погружен первый маятник.

При действии горизонтальных линейных ускорений подвижной платформы и вибрации жидкостное демпфирование будет сглаживать импульсные ударные нагрузки и, как фильтр (апериодическое звено), будет отслеживат те незкачительные наклоны, которые вызваны длиннопериодными составляю" щими уск".рения.

Размещение второго, дополнительного, физического маятника 6 внутри первого позволяет, таким образом, обеспечить ему оолее "комфортные" условия для работы, так как благодаря грубой стабилизации компенсируется существенная часть наклона платформы. Дополнительному маятнику 6 приходится "отрабатыватьн лишь остаточные наклоны, которые на порядок меньше наклонов самой платформы. В этом случае ка второй Физический маятник 6 влияют в основном линейные ускорения поступательного перемещения, поэтому выбор его параметров целесообразно подчинить снижению влияния линейных ускорений. Выбирая маятниковый момент дополнительного физического маятника небольшим,,но йревышаащим по крайней мере е два раза момент трения в осях подвеса второго Физического маятника, можно обеспечить минимизацию динамической погрешности второго Физического маятника 6 при допустимой ограниченности стати еской погрешности стабилизации кагниточувствительного преобразователя (1).

Следовательно, вторая ступень пространственной стабилизации по

16882 вертикальной оси преобразователя 1 осуществляется за счет второго, дополнительного, Физического маятника 6, который компенсирует остаточные наклоны первого Физического маятниФ ка 5. Поскольку моменты трения в осях дополнительных кардановых подвесов 7 и 8 с торсионом 9 намного меньше, чем в основном кардановом подвесе

2, то систематическая погрешность

его в ориентации по вертикали по крайней мере в 3-4 раза меньше, чем первого.

При действии линейньк горизонтальных ускорений на второй маятник 6 возникают короткопериодные поступа- тельные перемещения физического маятника 6 относительно верхней точки карданового подвеса 7. Эти относи- 20 тельные поступательные перемещения не должны вызвать погрешности в показаниях преобразователя 1, так как амплитуда их не более 1 си, при отсутствии градиента вектора магнит- 25 ной индукции в окрестности точки подвеса; наоборот, они способствуют снижению момента трения Ит„ в осях дополнительных кардановых подвесов

7 и 8 и тем самым позволяют реализо- зо вать более длиннопериодный физический маятник и повысить тем самым точность стабилизации по вертикаль ной оси при влиянии ускорений под вижной платформы.

35 формула изобретения

Устройство для измерения вертикальной составляющей вектора магнитной индукции, содержащее однокомпо-. нентный магниточувствительный преоб06 6 ра зователь, закрепленный на кардановом подвесе с двумя степенями свободы, ось которого ориентирована по.вертикали, и герметичный немагнитный корпус с объемом, заполненным демпфирующей жидкостью,. о т л и ч аа щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя немагнитными физическими маятникаии, двумя дополнительными кардановыми подвесами с двумя степенями свободы каждый, размещенными один над другим и связанными между собой вертикальным торсионом, при этом первый

Физический маятник выполнен с внутренней герметичной полостью со смещением центра тяжести по крайней иере на 1/3 всей длины этого маятника, подвешен на основном кардановом подвесе и установлен в объеме немагнитного корпуса с демпфирующей жидкостью, второй физический маятник подвешен на нижнем дополнительном кардановом подвесе со смещением цент, ра тяжести относительно центра подвеса, а его маятниковый момент превышает, по крайней иере в два раза момент трения нижнего дополнительного карданового подвеса, верхний дополнительный кардановый подвес закреплен на первом физическом маятнике, магниточувствительный преобразователь установлен на втором физическом маятнике над верхним дополнительным кардановым подвесом, а второй физический маятник два дополнительных

1 кардановых подвеса с вертикальным торсионом и магниточувствительный преобразователь размещены в полости первого физического маятника.

16883 06 фиг. f

Составите.пь B. Величкин

Редактор А. Маковская Техред А,Кравчук Корректор H Ревскал

Закаэ 3707 THp N Подписное

ВНИИПИ Г осударственного комитета по иэобретенияи и открутили при ГКНТ СССР

113!)35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издатепьский комбинат "Патент"., г.уж -ород, ул.Гагарина, 161