Устройство для создания сверхслабого переменного магнитного поля

 

Cущность изобретения: величина тока в соленоиде и, следовательно, величина воспроизводимой индукции определяются коэффициентом взаимоиндукции М, который можно варьировать. Устройство содержит источник тока 1, задающую катушку 2, индуктивно связанную с приемной катушкой 3, последовательно соединенной с соленоидом 4, представляющими замкнутую сверхпроводящую цепь. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии и магнитометрии при проведении поверочных и исследовательских работ.

Цель изобретения снижение нижнего предела диапазона воспроизводимых индукций переменного магнитного поля в широком диапазоне частот.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство состоит из токозадающей цепи, содержащей источник тока 1 и задающую катушку 2, которая индуктивно связана с приемной катушкой 3, последовательно соединенной с соленоидом 4, представляющими замкнутую сверхпроводящую цепь.

Устройство работает следующим образом. Источником тока 1 в задающей катушке 2 устанавливается контролируемая величина тока I_о. При этом приемную катушку 3 будет пронизывать поток Φ_l= -MI_o (1) где М взаимоиндукция между приемной и задающей катушками.

Поскольку в замкнутый сверхпроводящий контур поток проникнуть не может, то в трансформаторе потока потечет ток, который создаст поток, компенсирующий Φ_l: I(L_п+L_c)+Φ_l= 0 (2) где L_n, L_с индуктивности соответственно приемной катушки и соленоида 4.

Учитывая (1), получаем Величина тока в трансформаторе потока в результате использования сверхпроводящего провода не зависит от частоты. Величина потока, передаваемая в соленоид 4, определяется соотношением величин L_n и L_с. Индукция, воспроизводимая в рабочем объеме соленоида, определяется как где W число витков соленоида; R и l радиус и полудлина соленоида;
μ_o магнитная проницаемость.

Подставляя в (4) выражении (3), получим

где К_в и К_т постоянная соленоида и коэффициент трансформации.

Как видно из (3) и (5), величина тока в соленоиде и, следовательно, величина воспроизводимой индукции определяются при фиксированных размерах катушек и соленоида коэффициентом взаимоиндукции М, который можно варьировать, например, изменяя расстояние между приемной и задающими катушками. Однородность воспроизводимого поля зависит лишь от формы соленоида, который может быть сконструирован в соответствии в заданными требованиями.

Устройство для воспроизведения сверхмалых значений магнитной индукции позволяет получить в рабочем объеме соленоида при тех же величинах контролируемого тока меньшие значения переменных полей с высокой точностью, стабильностью и однородностью, используя имеющиеся образцовые меры, стандартные источники и средства измерения тока.

Формула изобретения

Устройство для создания сверхслабого переменного магнитного поля, содержащее соленоид, заключающий внутри себя рабочий объем, токозадающую цепь, отличающееся тем, что, с целью снижения нижнего предела диапазона воспроизводимых индукций в широком диапазоне частот, оно выполнено в виде сверхпроводящего трансформатора потока, представляющего собой замкнутую сверхпроводящую цепь из последовательно соединенных соленоида и приемной катушки, индуктивно связанной с задающей катушкой, включенной в токозадающую цепь.

РИСУНКИ

Рисунок 1