Способ измерения среднего значения индукции постоянного магнитного поля

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 113 179 (21} 2835954/18-21 (- 1)М

3 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

G 01 Н 33/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 150881 Бюллетень Но 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДК 621. 317. .44(088.8) (72) Автор изобретения

В.В. Калиниченко

«

1«

Объединенный институт ядерных и ледащаний (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ИНДУКЦИИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для исследования магнитных полей большой про= тяженности, используемых в электрофизической аппаратуре.

Известен способ измерения средней величины индукции протяженных постоянных магнитных полей, основанный на явлении электромагнитной индукции, состоящий в том, что длинную обмотку с малыми поперечины размерами вращают в исследуемом поле вокруг оси,лежащей внутри или вне этой обмотки, причем полный оборот вокруг оси осуществляют за n шагов, сигналы с обмотки подают на интегратор и по соответствующим каждому шагу дискретным значениям выходного напряжения интегратора судят о характеристиках ис-. следуемого магнитного поля (11..

Недостатком этого способа является трудность его реализации, вызванная весьма жесткими требованиями к точности изготовления и динамической стабильности. механических узлов.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому является способ, который состоит в том, что в иэмеряе мое поле помещают проводник, через который прогускают постоянный ток и измеряют силу, действующую на провод- . ник с током, по величине этой силы и судят о характеристиках исследуе мого магнитного поля P2)

Этот способ не может обеспечить высокую точность при измерении среднего значения индукции магнитных полей, имекщих большую протяженность в пространстве.

Цель изобретения — повышение точности..

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения среднего значения индукции постоянного магнитного поля, включающем определение силы, действующей на проводник с током,помещенный в магнитное поле, в исследуемое магнитное поле помещают систему из и параллельных друг другу жестко соединенных прямолинейных проводников, через пару проводников пропускают в противоположных направлениях постоянные. токи, при этом через первый проводник пары пропускают ток неизменной величины, а ток через второй проводник пары регулируют до получения баланса сил, действующих на систему проводников в, направлении степени свободы, перпендикулярном

Зы направлению натяжения проводников,в

855565

) с - ,)О в В„; (2) F x или

Fx = 3с

15 где В„

Аналогично, ствует сила

60

Формула изобретения момент баланса сил измеряют токи в проводниках и определяют отвосительную величину среднего значения индук. ции в области расположения j-ro проводника из соотношения: где В и  — среднее значение инК дукции вдоль j-ого и

К-ro проводников соответственно, значение эталонного тока в К-ом проводнике 3 ° — ток в j-ом

jo проводнике в момент баланса сил, действующих на систему проводников.

Кроме того, через пару проводников пропускают в противоположных направлениях пульсирующие токи.

На чертеже изображена система проводников, расположенных в магнитном поле.

Система состоит из вектора В магнит— ной индукции, векторов Z и Х, которые показывают направления соответст— вующих координатных осей, ось у направлена перпендикулярно к плоскости чертежа.

Кроме того, система проводников содержит 1,2,..., и — первый, второй, и-ый проводники. Для простоты рассмотрения полагают, что проводники расположены в одной плоскости и параллельны оси у, вдоль которой вытянуто последуемое поле. Длина каждого проводника E. Конструкция,обеспечивающая системе проводников возможность занимать необходимое положение в измеряемом полЕ, должна обеспечивать системе проводников одну степень свободы вдоль оси Х и одно четко выраженное положение устойчивого равновесия.

Полагают, что через первый проводник пропускают эталонный ток 3, направленный вдоль оси у., а через второй проводник в противоположном направлении пропускают регулируемый ток 3 . В общем случае направление вектора магнитной индукции В может не совпадать с направлением оси Z u полное поле может быть представлено тремя компонентами В, В и Bz. Компоненra В„ вызывает силы, действующие на проводники в направлении оси

Z ти силы уравновешиваются опорами. Компонента В„ параллельиа проводникам с током и поэтому не вызывает силового действия.

Силы. обусловленные вертикальной компонентой В, действуют в направ лении оси Х, вдоль которой система проводников обладает степенью свободы. Исследуют эти силы более.подробно, при этом для упрощения записи компоненту В в последующих выкладках записывают без подстрочного индекса Z..

Выделяют элемент длины ь6„. первого проводника, вертикальная компонента поля в зоне этого элемента равна В„;, тогда на элемент действует сила (1)

На весь первый проводник, содержащий m таких элементов, действует си10 ла среднее значение вертикальной компоненты магнитной индукции вдоль первого проводника

1 п1

В = -- Y, В„

1 m 1 на второй проводник дейГях 39 823 (4) 5 где  — среднее значение вертикальной компоненты магнитной индукции вдоль второго .проводника.

Система проводников находится под действием равнодействующей силы „; — г„х-Г „=зсь„Е -а,В,Е (5)

Изменяя ток J, можно достичь баланса сил Р12 — — О. Тогда из .(5) полу35 чаем

Зс 8 3 о 8к где 3< — значение тока во втором проводнике в момент баланса (3 = const) .

Из соотношения (6) получаем

= 3с 3 О или в общем случае для j ãî проводни- ка относительно К-го

В, Вк = Зс 3, (7)

Пр длагаемый способ обеспечивает измерения относительной величины среднего значения индукции вдоль оси

Х в и-1 точках с шагом S (и — чис50 ло проводников в системе; S — расстояние между ними) относительно среднего значения индукции вдоль

К-го проводника.. Для нахождения абсолютных значений индукции в указан 5 ных точках необходимо произвести измерение силы F, действующей íà K-ый проводник, через который пропускают ток 3о, и вычислитель В .

By кх Зсмк (8) Способ измерения среднего значе65 ния индукции постоянного магнитного

855565 где В„и В„ среднее значение индукции вдоль )-ro ro проводников соответственно; значение эталонного тока в К-ом проводнике ток в j-ом проводнике в момент баланса сил, действующих на систему проводников.

8 / к с/ >

1 7 3 б б г

Составитель Ф. Тарнопольская

Редактор Л. Повхан Техред Ж, Кастелевич Корректор Н. Стец

Заказ 6900/64 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поля, включающий определение силы, действующей на проводник с током,помещенный в магнитное поле, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в исследуемое магнитное поле помещают систему из и параллельных друг другу жестко соединенных прямолинейных проводников, через пару проводников пропускают в противоположных направлениях постоянные токи, при этом через первый проводник пары пропускают ток неизменной величины, а ток через второй проводник пары регулирует до получения баланса сил, действующих на систему проводников в направлении степени свободы, перпендикулярном направлению натяжения проводников, в момент баланса сил измеряют токи в проводни-. ках и определяют относительную величину среднего значения индукции в области расположения 1-го проводника 20 из соотношения:

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что через пару проводников пропускают в противоположных направлениях пульсирующие токи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "GESAR" Centre 0 etudes nuclealres de Sac1ay, S!1РЕ/78-01 GESAR НТ

le 4jenviers, 1978.

2. Nuclear elnstruments and

Hethods, vol 21 (1963) р.р. 17-46.