Устройство воспроизведения магнитного поля



Устройство воспроизведения магнитного поля
Устройство воспроизведения магнитного поля

 


Владельцы патента RU 2536777:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство воспроизведения магнитного поля и предназначено для калибровки и поверки рабочих средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля. Устройство включает катушки Гельмгольца, выполненные в виде двух расположенных соосно плоскопараллельных металлических рамок, контуры которых имеют вид многоугольника. В середине каждой стороны многоугольника выполнен разрез, в который последовательно включен согласующий резистор, а точки разрезов сторон рамок являются входами сигнала возбуждения катушки Гельмгольца. Техническим результатом является расширение частотного диапазона устройства в сторону верхней частоты при приемлемых габаритах катушки Гельмгольца. 2 ил.

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в установках для воспроизведения магнитного поля на основе колец Гельмгольца при создании образцовых источников изменяющихся магнитных полей в заданном объеме рабочей зоны.

Известны устройства воспроизведения изменяющегося магнитного поля по патентам RU №№2266549, 2271548 с катушками индуктивности, заявка на изобретение №96116074 с катушкой Гельмгольца.

Известна установка, принятая в качестве прототипа (см. приложение), типа КГ6Н (Торговый дом СпецТехноРесурс, г.Москва) для воспроизведения магнитного поля с нормированными метрологическими параметрами на основе колец Гельмгольца, которые являются преобразователем переменного напряжения в напряженность магнитного поля. Особенностью колец Гельмгольца является высокая однородность магнитного поля в пространстве между катушками, что позволяет использовать их в качестве меры с заданной величиной магнитной индукции.

Недостатком вышеуказанных устройств является то обстоятельство, что катушка Гельмгольца является источником однородного магнитного поля при условии равномерного распределения тока вдоль рамки катушки Гельмгольца, возбуждаемого в ней источником переменного сигнала. Обычно это выполняется при условии, что L≤λ, где L - длина контура рамки, λ - длина волны. С ростом частоты отношение L/λ возрастает и при L/λ≥0,25 распределение тока вдоль витка рамки отличается от равномерного, что приводит к возрастанию неоднородности поля в объеме рабочей зоны и ограничению верхней частоты диапазона устройства.

Технической задачей предлагаемого решения является расширение диапазона устройства в сторону верхней частоты при приемлемых габаритах катушки Гельмгольца.

Сущность технического решения заключается в том, что в устройстве воспроизведения магнитного поля, содержащем катушку Гельмгольца, состоящую из двух плоскопараллельных металлических разрезанных рамок, расположенных соосно, контур рамок имеет вид многоугольника (треугольник, квадрат, четырехугольник, многоугольник), каждая сторона (грань) которого в середине имеет разрыв, в который последовательно включен согласующий резистор и который является входом сигнала возбуждения катушки Гельмгольца.

На рисунке схематически изображены: фиг. 1 - вид платы с рамкой в форме квадрата; фиг. 2 - общий вид устройства.

Устройство для воспроизведения магнитного поля на основе колец Гельмгольца состоит из двух проводящих квадратных рамок 1, каждая из которых (фиг. 1) имеет четыре входа с точками 2 для подключения кабеля сигнала возбуждения (от генератора сигналов) катушки Гельмгольца. Параллельно каждому входу включен согласующий резистор 3. Квадрат рамки выполнен на плате 4 в виде полоски шириной 10 мм. Платы 4 с рамками 1 расположены параллельно (фиг. 2) с центрами на общей оси (соосно) на расстоянии d друг от друга (расстояние между рамками определяется из условия наибольшей однородности магнитного поля), равном d=а/2. Для рабочей зоны 5 (область с заданной неоднородностью магнитного поля и размещения в ней испытуемой антенны) с размерами диаметра ⌀ (0,6×0,6) м сторона квадратной рамки а равна 1,4 м, при этом d=а/2=0,7 м.

В варианте выполнения устройства контур рамок может быть выполнен и в виде окружности, при этом разрезы выполняются по длине окружности на равных расстояниях друг от друга, в которые последовательно включены согласующие резисторы и точки разрезов рамки (окружности) являются дополнительными входами сигнала возбуждения катушки Гельмгольца.

Работа устройства заключается в преобразовании катушкой Гельмгольца переменного напряжения, поступающего от генератора сигналов на входы возбуждения 2 катушки, в напряженность магнитного поля, то есть воспроизведение в катушке магнитного поля. Магнитная индукция этого поля пропорциональна протекающему по рамкам катушки току, который создает падение напряжения на резисторах 3.

Выполнение рамок катушки Гельмгольца в виде многоугольников с разрезанными в середине сторонами позволяет возбуждать катушку Гельмгольца вдоль всего контура рамки равномерным по амплитуде током, воспроизводя равномерное магнитное поле внутри катушки при приемлемых размерах рамки и без уменьшения верхнего предела частотного диапазона устройства.

Так при верхней частоте диапазона 30 МГц размеры рамок при одном входе возбуждения равны а=3,2 м (d=1.6 м), а при четырех входах возбуждения квадратной рамки а=1,4 м (d=0.7 м), при этом неоднородность воспроизводимого магнитного поля уменьшается с 16,7% до 5,4%.

Если рамки выполнены в виде кольца, то дополнительные разрезы для дополнительных входов возбуждения рамок выполняются по длине окружности и отстоят на равных расстояниях друг от друга.

Количество выполняемых разрезов контура рамок катушки Гельмгольца зависит от диапазона рабочих частот, результаты макетирования и экспериментального исследования показали, оптимальное количество составляет от 2 до 6 разрезов.

Устройство воспроизведения магнитного поля используется в качестве рабочего эталона при калибровке и поверке рабочих средств измерений магнитной индукции переменного магнитного поля.

Устройство воспроизведения магнитного поля, включающее катушку Гельмгольца, состоящую из расположенных соосно двух плоскопараллельных металлических разрезанных рамок с последовательно включенным в разрез согласующим резистором, при этом точки разреза являются входом сигнала возбуждения катушки Гельмгольца, отличающееся тем, что контур рамок имеет вид многоугольника, в середине каждой стороны которого дополнительно выполнены разрезы, в которые последовательно включены согласующие резисторы и точки разрезов сторон рамок являются дополнительными входами сигнала возбуждения катушки Гельмгольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ автономной регистрации амплитуды напряженности двухполярного импульса магнитного поля и может применяться к импульсам магнитного поля в динамическом диапазоне напряженностей в сотни килоампер на метр при длительностях импульсов в десятки микросекунд в моноцикличных электромагнитных процессах.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств и может быть использовано для измерения напряженности электромагнитного поля при проведении испытаний, диагностики и тестирования электронных устройств и приборов на выполнение требований по электромагнитной совместимости в части помехоэмиссии.

Изобретение относится к области измерительной техники и представляет собой способ калибровки трехкомпонентного магнитометра с помощью меры магнитной индукции через определение корректирующей матрицы и уходов нулей магнитометра с исключением влияния внешних неоднородных (индустриальных) помех в процессе калибровки.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к магнитометрии, и может быть использовано для неразрушающей регистрации в местах недоступных для механического проникновения мгновенных объемных состояний распределения магнитного поля, неоднородного в пространстве и периодически изменяющегося во времени.

Изобретение относится к технике спектроскопии магнитного резонанса, а именно оптического детектирования магнитного резонанса (ОДМР), включающего оптическое детектирование электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может найти применение при исследованиях конденсированных материалов и наноструктур методом ОДМР в физике, химии, биологии и др.

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного (подводного) объекта, в частности к регуляторам магнитного поля объекта. .

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения магнитных полей. .

Изобретение относится к области магнитных измерений, а именно к измерению магнитных параметров наноматериалов, содержащих ферромагнитные наночастицы. .

Изобретение относится к области охранной сигнализации, более конкретно к магнитометрическим устройствам (средствам, извещателям) обнаружения объектов, основанным на пассивном способе регистрации изменений магнитного поля, вызванных перемещением объектов обнаружения, и может быть использовано для скрытного сигнализационного блокирования троп и дорог.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой многоканальное устройство измерения пространственно неоднородного магнитного поля и может быть использовано при регистрации исходных данных, необходимых для построения диаграммы распределения магнитного поля. Устройство состоит из однотипных независимых интеллектуальных модулей измерительных каналов (ИМИК), имеющих беспроводную оптическую связь с блоком управления, регистрации и обработки (БУРО). Количество и пространственное местоположение ИМИК задаются исходя из условий конкретной задачи измерения и регистрации распределения магнитного поля. Техническим результатом является снижение влияния помех при измерении магнитного поля за счет использования оптической связи и применения автономных источников питания, а также повышение функциональности измерительного устройства за счет возможности наращивания количества измерительных каналов до заданного исходя из условий конкретной задачи с возможностью размещения измерительных каналов и задания индивидуальных значений параметров опроса магнитного поля в конкретных точках пространства, где требуется проводить измерение магнитного поля. 1 ил.

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым приборам, осуществляющим неразрушающий контроль качества различных металлоконструкций и изделий. Магнитометр содержит датчики напряженности магнитного поля, связанные через мультиплексор с измерительным устройством, в цепи, связывающей мультиплексор с измерительным устройством, установлен ключ, снабженный управляющей связью с блоком детектирования помех, включающим в себя соединенные последовательно дифференциатор коммутационных помех, компаратор, логический элемент И с устройством управления, при этом дополнительно введен датчик скорости, снабженный управляющей связью с компаратором, при этом датчик скорости механически скреплен с датчиками напряженности магнитного поля. Технический результат - повышение точности измерения. 1 ил.

Изобретение относится к модульной системе возбуждения для испытаний сердечника статора. Устройство возбуждения для высокоэнергетических испытаний сердечников (5) статоров электрогенераторов или двигателей, содержащее один или несколько модулей возбуждения, при этом каждый модуль возбуждения содержит обмотку (1-4) возбуждения и источник (10-13) питания и выполнен с возможностью проведения тока возбуждения через обмотку (1-4) возбуждения, при этом ток возбуждения через каждую обмотку (1-4) возбуждения способствует общему возбуждению сердечника (5) статора, при этом модуль возбуждения дополнительно содержит конденсатор (6-9), и источник (10-13) питания модуля возбуждения действует как источник тока на своем выходе. Технический результат заключается в уменьшении реактивной составляющей тока возбуждения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх