Дифференциальный магнитометр Советский патент 1986 года по МПК G01R33/02 

t 1

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для дифференциальных магнитных измерений,в частности для измерения плотности тока в электропроводных поверхностях

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет измерения плотности тока в электропроводных поверхностях.

На чертеже представлена блок-схема дифференциального магнитометра.

На схеме изображены преобразователи 1 и 2 индукции в частоту (ПИЧ), преобразователь 3 частоты в код (ПЧК), преобразователь 4 разности частот в код (ПРЧК), регистрирующий прибор 5, идентичные электромагнитные экраны 6 и 7,, взаимно ортогональные контуры 8 и 9, источник постоянноге тока 0, крепежные приспособления 11, измеряемая электропроводная поверхность 12.

Вход преобразователя 3 частота: в код соединен с выходом преобразователя 1 индукции в частоту, входы преобразователя 4 разности частот соединены с выходами первого 1 и второго 2 преобразователей индукции в частоту, входы регистрирующего прибора 5 соединены с выходами преобразователя 3 частоты в код и преобразователя 4 разности частот в код соответственно.

Первый и второй преобразователи индукции в частоту расположены внутри электромагнитных экранов 6 и 7, имеющих идентичные характеристики экранирования, которые крепятся симметрично к противоположным сторонам электропроводной поверхности 12 с помощью крепежных приспособлений 11. Взаимно ортогональные контуры 8 и 9 размещены на первом преобразователе индукции в частоту и питаются от источника 10 постоянного тока.

Дифференциальный магнитометр работает следующим образом.

Перед началом измерений ПИЧ 1 и ПИЧ 2 крепят с помощью крепежных приспособлений 11, выполненных, например, с использованием вакуумных рисосок, симметрично к противоположым сторонам в заданной точке электропроводной поверхности 12,при том оси взаимно ортогональных контуров 8 и 9 располагают параллельно оверхностям ПИЧ 1 и 2, например.

673072

квантовые преобразователи с оптической накачкой атомов вырабатывают электрические сигналы, частоты которых f и f пропорциональны значени5 ям модуля вектора магнитной индукции в занимаемых им объемах. Сигнал с ПИЧ 1 поступает на вход ПЧК 3, который преобразует частоту входного сигнала ft в код, и на его выходе фор50 мируется электрический сигнал в виде кода Б , представляющего сумму магнитного поля Земпи и магнитного поля тока, протекающего по электропроводной поверхности 12. Одновремен15 но электрические сигналы с выходов ПИЧ 1 и 2 с частотами f и fj поступают на ВХОДЕ, ПРЧК 4. В ПРЧК 4 разность частот fi и f, преобразуется в код, и на его выходе формируется

20 электрический сигнап в виде кода разности модулей, вектора магнитной индукции в объемах ПИЧ 1 и 2.

Внешнее магнитное поле однородно, в силу чего разность .модулей индук25 ции дБ В В2 обусловлена только магнитным полем тока, в связи с чем перед измерением плотности тока вы- полняют калибровку. Подключают контур 8 к источнику 10 тока и повора30 чивают ПИЧ 1 вокруг нормали к поверхности 12 в такое положение, при котором включение и выключение контура не влияет на величину В, и закрепляют ПИЧ 1. При этом ось конту35 ра 8 устанавливается в направлении нормали N к вектору магнитного поля, а ось контура 9 устанавливается параллельно проекции магнитного поля на поверхность 2, Контур 8 отключа40 ют. Подключшот контур 9 к источнику 10 тока и на выходе .ПЧК 3 измеряют приращение индукции дВ, , после чего контур 9 отключают и вычисляют граДуировочный коэффициент

45 - 1П

(1

К

где 1 - сила тока з контуре 9 (А); п - постоянная контура

q-f.. 9 1 д J,

ABi - приращение индукции (нТл), После градуировки выполняют регистрацию дВ на выходе ПРЧК 4 как функцию времени которая связана с приращениями индукции линейной зависимостью

3 -(t) Ю лВ(1), (2) 3 .. 1 где j , - составляющая плотности тока (А/М). Введение в дифференциальный магни тометр электромагнитных экранов,взаимно ортогональных контуров тока и крепежных приспособлений обеспечивает существенное повышение точности измерений за счет снижения погрешнос ти измерения 11ИЧ 1 и 2, обусловленное взаимодействием их полей рассеяния с электропроводной поверхностью 12, и позволяет вьшолнять измерения в непосредственной близости от неё. Взаимно ортогональные контуры 8 и 9 тока позволяют вьшолнять градуировку дифференциального магнитометра не посредственно в единицах плотности тока. В результате расширяются функциональные возможности дифференциаль ного магнитометра - становятся возможными высокоточные измерения плотности тока в электропроводных поверх ностях. Формула изобретения Дифференциальный магнитометр, содержащий два преобразователя индукции в частоту, преобразователь час7тоты в код, вход которого соединен с выходом первого преобразователя индукции в частоту, преобразователь разности -частот в код, входы которого соединены с выходами первого и второго преобразователей индукции в частоту, а также регистрирукяцнй прибор, входы которого соединены с выходами преобразователя частоты в код и преобразователя разности частот в код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и распшрения функциональных возможностей путем измерения плотности тока в электропроводных поверхностях, в него введены два идентичных электромагнитных экрана, источник постоянного тока, два взаимно ортогональных контура, расположенные в одном из экранов и питаемые от источника постоянного тока, крепежные приспособле шя, .причем преобразователи индукции в члсготу расположены также внутри указанных экранов, а взаимно ортогональные itoHTyj расположены на первом преобразователе индукции в частоту и их оси ориентированы параллельно электропроводной поверхности.

Изобретение относится к области i магнитных измерений и предназначено : для измерения плотности тока в элект ропроводных поверхностях.Цель изобретения - повышение точности измерений . и расширение функциональных возможностей устройства. Магнитометр содержит преобразователи 1 и 2 индукции в частоту, преобразователь 3 частоты в код и регистрирующий прибор 5, Введение электромагнитных экранов 6 и 7, взаимно ортогональных контуров 8 и 9 тока и крепежных приспособлений 11 обеспечивает существенное повьшгение точности измерений за счет снижения погрешности измерения преобразователей 1 и 2 индукции в частоту, обусловленное взаимодействием их полей рассеяния с электропроводной поверхностью 12, и позволяет выполнить измерения в непосредственной близости от нее. Взаимно ортогональные контуры 8 и 9 тока позволяют выполнить градуировку дифференциального магни(Л томера непосредственно в единицах плотности тока, В результате становится возможным высокоточно измерять плотности тока и электроприводных поверхностях. 1 ил. ю Од 00