Способ измерения индукции магнитного поля

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свна-ву— (22) Заявлено 24.06.76 (21) 2375235/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.06.78. Бюллетень № -2 (45) Дата опубликования описания 15.05.78 (51) М. Кл. а О1 а ЗЗ/О2

Гасударственный номотот . Савато Министров СССР по делам наооретеннй . и откритнй (53) УДК 621.317,44 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю, В. Афанасьев, Ю. Н. Бобков, В. Н. Горобей и Б. М. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к области измеритель ной техники и преди для измерения параметров магнитного поля: составляющих ьектора. магнипюй индукции, составляющих вектора напряженности, а также циркуляции этого вектора по замкнутому контуру.

Известен способ измерения параметров магнитного. поля, основанный на использовании феррозондов, сердечники которых перемагничивают переменным током 111.

Недостатком этого способа является малая точность измерения."

Известен способ измерения параметров магнитного лоля, согласно которому наряду с неремагничиванием сердечников феррозонда переменным сннусондальным полем, их дополнительно.подмагннчивают в том же направлении дельтовидными импульсами поля более высокой частоты, причем полярность импульсов на восходящей и нисходящей полуволнах перемагничнвающего поля выбира. О ют противоположной (2) .

К недостаткам. известного способа относится наличие в выходной ЭДС феррозонда ложного сигнала второй гармоники и избыточного шума вблизи нее, обусловленных длительной илн кратковременной асснметрией петли тистереявса, возникающей, например, иэ.за наличия трудно перемагничиваемых областей, векторы намагни милости которых расположены параллельно или антипараллельно вектору перемагничивакяцего поля. Этн недостатки ограничивают точность измерения параметров магнитного поля.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в способе измерения параметров магчитного поля дополнительное импульсное подмагничивание осуществляют поперечным полем, причем импульсамн одного знака этого поля воздействуют в промежуток времени от 1/4 до 1/2 периода основной волны перемагничивающего поля, а импульсами другого знака — в промежуток времени от 3/4 до полного периода основной волны перемагничивающего поля.

На фиг. 1 показан процесс опрокидывания вектора намагниченности трудно перемагничиваемой области сердечника при наложении продольного перемагннчивающего и поперечного подматничиваю щего магнитных полей; на фиг, 2 — устройство, пеализующее предлагаемый способ.

6l 164

На фиг. 1 изображены сердечник I, направление 2, в котором действует перемагничивающее поле B» (t), поперечное направление 3, в котором действует подмагничиваюшее поле В, {t), трудно леремагничиваемая область 4, устойчивое 5 (7) и неустойчивое 6 (8) положения трудно перемагничиваемой области.

Сущность способа заключается в следующем.

Сердечник феррозонда 1 перемагничивается в продольном направлении 2 переменным полем

В 1(t) и указанные выше моменты времени в поперечном направлении З.подмагничивается полем В1(t) В результате действия этих полей вектор намагниченности трудно леремагничиваемой области 4 переводится из устойчивого положения 5 в неустойчивое положение 6, а затем при. смене знака поля В,, (t) — в положение 7 (показано штриховыми линиями), которое для рассматриваемой анизотропной формы области 4 также оказывается устойчивым. При опрокидывании вектора. намагниченности в исходное состояние вектор пе. реводится с помощью импульсов подмагничивающего поля Bi (t) другой полярности (показано штриховыми линиями) в некоторое новое неустойчивое положение 8, а затем при смене знака поля В» (t) — в устойчивое положение 5.

Таким образом, вектор намагниченности трудно перемагничиваемой области за один цикл поля перемагничивания опрокидывается дважды, поворачиваясь в результате на 360 . В отсутствие импульсов поперечного поля такого регулярного опрокидывания не происходит, поскольку оно носит в этом случае случайный характер. Устройство содержит ферроэонд, состоящий из трубчатого пер. маллоевого или ферритового сердечника 9, тороидальной и соленоидальной обмоток 10 и !1 возбуждения, охватывающих этот сердечник, и измери. тельной обмотки 12, Тороидальная обмотка 10 подключена к генератору 13, вырабатывающему синусоидальный ток перемагничивания сердечника. 40

Генератор 13 сопряжен также е фазовращателем 14 и формирователем 15, вырабатывающим импульсы тока дополнительного подмагничивания. Импульсы тока формирователя 15 через. ключ !6 поступают в соленоидальную обмотку 11 феррозонда. Измерительная обмотка 12 феррозонда сопряжена с типовыми элементами феррозондового магнитометра: избирательным усилителем 17, синхронным детектором 18 и регистрирующим прибором 19.

Измерения в соответствии с предлагаемым so способом проводят следующим образом.

С помощью. фазовращателя 14 устанавливают режим, согласно которому вырабатываемые форми. рователем 15 импульсы одного знака поступают в обмотку Il в промежуток времени от 1/4 до. !/2 периода основной волны перемагничиваюшего поля, а импульсы другого знака — в промежуток времени от 3/4 до I периода этой волны. Поскольку витки обмотки!! ортогональны виткам обмотки !О, ro в каждой точке сердечника 9 импульсный ток создает поперечное подмагничивающее поле, B полном соответствии с формулой изобретения. При наличии внешнего поля Во, действующего в направлении нормали к плоскости витков измерительной обмотки 12 в последней возникает ЭДС, которая усиливается усилителем 17, выпрямляется детектором !8 и регистрируется прибором 19.

Сравнение точностных характеристик устройства .при отсутствии и наличии дополнительного подмагничивания сердечника по выходному ситналу феррозонда проводят следующим образом.

Феррозонд помещают в ферромагнитный или сверхпроводящий экран, внутри которого отсутствует магнитное поле Во — — О. Размыкают ключ 16 и записывают уровень шума и дрейф нуля феррозонда с помощью прибора 19, затем ключ 16 замыкают и вновь записывают шум и дрейф.

Таким образом, при наличии дополнительного подмагничивания сердечника импульсами поперечного поля шум и дрейф феррозонда уменьшаются.

Формула изобретения

Способ измерения параметров магнитного ноля, основанный на перемагничивании сердечников феррозондов. и магнитных усилителей периодически изменяющимся полем и дополнительным импульсным подмагничиванием этих сердечников с частотой следования импульсов, большей или равной частоте перемагничивающего поля, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительное импульсное подмагнияивание осуществляют поперечным полем, причем импульсами одного знака этого ноля воздействуют в промежуток времени от 1/4 до 1/2 периода основной волны перемагничиваюшего поля, а импульса-. ми другого знака — в промежуток времени or

3/4 до полного периода основной волны перемагничивающего поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Афнасьев Ю. В., Феррозонды, Л., Энергия, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР !>! 324593, кл. G. 01 R. 33/02, 1972.

6lll64 в, Составитель Г. Смелова

Техред М. Борисова Корректор Г. Гарасиняк

Редактор Т. Янова

Закат 3149/37

Филиал ППП "Натснт, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Тираж 1112 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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