Устройство для поверки магни-tometpob

 

Союз Севвтсних

Социалистических

Реснублим

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОИЖ©МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 160479 (21) 2752206/18-25 ®) с присоединением заявки H9— (23) Приоритет

G 01 V 3/00 а 01 а ЗЗ/ОО

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 230181.бюллетень И9 3

Дата опубликования описания 2301.81 (53) УДК 550.838 (088.8) (72) Авторы изобретения

А, П. Наумов и С. A. Алексеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ МАГНИТОМЕТР

1 — 1

Изобретение относится к областиметрологии и предназначено для по- . верки измерителей слабых постоянных и переменных магнитных полей и их приращений. 5.

Известно устройство, включающее в себя кольца Гельмгольца, в которых помимо основных обмоток, создающих требуемое образцовое магнитное поле, имеются еще обмотки компенсации трех составляющих магнитного поля

Земли, а также обмотки и соединенныв с ними последовательно другие катушки, с сопряженными постоянными в центре которых помещается вариометр 15 компвнсатор вариаций) l1) .

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, чувствительность к неоднородным помехам, что не позволяет производить 20 поверку в полях с индукцией менее единиц нанотеслы.

Известно также устройство для градуировки и поверки технических измерителей слабых магнитных полей, 25 которое содержит трехслойный ферромагнитный (ФМ) экран, с размещенной внутри однослойной катушкой (мерой), при этом оси катушки и экрана совпадаЮт. В центре однослойной катушки, ус-30 тановленной в трехслойном ФМ-экране, помещают датчик поверяемого магнитометра. Магнитную ocb датчика выставляют вдоль продольной оси катушки. ФМэкран обеспечивает защиту от воздействия поля Земли, его вариаций и помех. Затем проводят градуировку магнитометра в единицах индукции, подавая в катушку последовательность токов Э„ и рассчитывая индукцию

В„: в центре катушки по формуле Ю„

= 1с-1, где k - постоянная катушки (21 .

Недостатком известного устройства является неоднородность магнитного: поля в центре катушки, что объясняется остаточным полем ФМ-экрана и неоднородностью магнитного сопротивления различных участков вокруг катушки. Это приводит к наличию компонент неоднородности индукции ае д Sj и †", воздействующих в реЭ дх

Эм +X альных условиях в объеме датчика маг" нитометра. В результате показания маснитометра изменяютСя, что отражается на точности поверки магнитометра.

Цель изобретения — повышение точности поверки магнитометров за счет повышения однородности магнитного поля в центре, экранированной меры.

798664 (поверку) магнитометра в единицах индукции, подавая в меру 2 последовательность токов 3 известных значе.ний, а в катушки 3, 4 и 5 токи i

° Ю1 ° tg

Эх ,! „также известных значений, коg торые опРеделены заранее, при исследовании экранированной меры 2. Так как при этом обеспечивается максимально возможная однородность поля в месте расположения датчика 6, то

® исключается погрешность, обусловленная (наличием компонент неоднородности поля в центральной области меры 2. Конфигурация дополнительных полей, соэдаваемис парами катушек 3 и 5, по,ясняется на фиг. 2.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для поверки магнитометров, содержащее магнитный экран и размещенную внутри него меру, снабжено тремя независимыми парами катушек, установленных внутри экрана так, что образуют взаимно ортогональную симметричную систему с центром в центре меры, при этом ocb одной пары катушек соосна оси меры, а оси других катушек параллельны ей, причем обмотки катушек в каждой паре включены межлу собою встречно.

Такое расположение и включение пар катушек компенсирует компоненту неоднородности НооНН а8, - @- Воздушный зазор между внутренним слоем экрана и катушками выбирается таким образом, чтобы снизить влияние полей рассеяния катушек. Такая конструкция предлагаемого устройства исключает влияние магнитной неоднородности в центре экранированной меры и позволяет тем самым повысить точность проводиьых в нем поверок.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 показана конфигурация дополнительных магнитных полей..

Устройство состоит из магнитного экрана 1, меры 2 (катушки), поверх которой установлена соосная пара катушек 3 (" ), 4 (†" ) и

az a (аэ ). Датчик 6 поверяемого магниах тометра установлен в центре меры 2.

Оси катушек 4 и 5 параллельны оси меры 2, а обмотки катушек в каждой паре 3, 4, 5 включены между собою встречно. Три пары катушек 3, 4 и 5 установлены симметрично и так, что образуют ортогональную систему zyx„ имеющую общий центр с мерой 2.

Устройство работает следующим образом.

В магнитном экране 1, который обеспечивает защиту от действия поля

Земли, его вариаций и помех, в центре меры устанавливают поверяемый датчик

6 так, чтобы его магнитная ось совпадала с осью 2 (ось меры 2). Затем в обмотки меры 2 подают ток J известной величины, а в обмотки пар катушек 3, 4 и 5 подают соответственно З2- + )5х чтобы при небольшом смещении датчика 6 в направлениях z, у и х, его показания не.изменялись бы. Йндукция в цент ре меры 2 при этом определяется по формуле В„ k 3;,, так как встречно включенные катушки пар 3, 4 и 5 имеют общий с мерой 2 центр и не создают, следовательно, дополнительного поля в центре, Однако они компейсируют неоднородность HHz(flcQHH (вЂ, -Д - H

-Д- ) в объеме датчика 6, и поэтому его показания не отягощены дополнительными погрешностями из-за неоднородности.Далее проводят градуировку

Макет устройства испытан в работе.

Перед включением токов в трех независимых парах катушек неоднородность компонент магнитной индукции в центре меры достигала 1,5 нТ/GM. После включений соответствующих токов в обмотках катушек испытываемого устройства неоднородность удалось снизить до 0,01-0,015 нТ/см в различных компонентах, т. е. однородность повысили более, чем на порядок. Точность поверок магнитометров, работающих в диапазоне 1-10 нТ, удается при этом повысить в несколько раз.

40 Для приборов, работающих в мере при

В = 20-80 мкТ (например квантовых), удается снизить погрешность опре деления ориентационного сдвига в 5,8 раз °

Данное устройство может быть использовано в метрологии и измерительной технике.

Формула изобретения.Устройство для поверки магнитометров, содержащее магнитный экран и размещенную внутри него меру, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности поверки за счет улучшения однородности поля в центре меры, оно снабжено тремя независимыми парами катушек, установр) ленных внутри экрана, причем указанные пары образуют взаимно ортогональную симметричную систему с центром в центре меры, при этом ось одной пары катушек соосна оси меры, оси других катушек параллельны ей, До включения тока в катушки 3 и

5 показания магнитометра В„. снижают(ся íà az при движении датчика ах вправо на в z и возрастают на „ вх

20 при, движении его вниз на вх. Йа фиг. 2 эти изменения показаны пунктиром. После включения токов в обмотках катушек 3 и 5 показания магнитометра не изменяются при сдвигах на вх и в z (то же на ву).

798664 а обмотки катушек в каждой наре вклю- чены между собою встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Черныш в Е. T. и др. Магнит- ные измерения. М., Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1969, с. 25-26.

2. Ягола Г. К. и др. Устройство для градуировки и поверки технических измерителей слабых магнитных полей."Измерительная техника", 1968, В 11, с. 77-78 (прототип).

798664

Составитель В. Иайоршин

Редактор В. Жиленко Техред А. Ач

Корректор М. Коста

Филиал ППП "Патент", г. У>хгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10022/58 Тирам 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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