Способ измерения среднего значения радиальной составляющей индукции постоянного магнитного поля Советский патент 1987 года по МПК G01R33/28 

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для исследования постоянных магнитных полей большой протяженности, используемых, в частности, в электрофизических ус- тановках.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 показана схема устройства, реализующего предлагаемьй способ на фиг.2 - система круговых витков, план.

На схеме обозначены подложка 1, опоры 2-4, измерители 5-7 реакции опор, круговые витки 8-1, 8-2,..., 8-п. Векторы Bj, изображают радиальную составляющую исследуемого магнитного поля.

Способ осуществляют следуюш 1М образом.

Систему круговых витков устанавливают в исследуемое поле на опорах 2-4, снабженных измерителями 5-7 реакции. При этом систему круговых витков фиксируют в положении, при. котором измеряемая радиальная составляющая индукции В лежит в цлоскости системы круговых витков а-п. С помощью измерителей 5-7 реакции измеряют реакцию каждой из опор 2-Д, нормальную к плоскости системы круговых витков.

Через „j-й круговой виток пропускают стабильный постоянный ток, подводимый к этому витку с помощью соответствующей пары проводов жгута 9 от источника тока, и с помощью измерителей 5-7 реакции во время действия этого тока измеряют реакцию каждой из опор 2-4, нормальную к плоскости системы круговых витков, а также величину прог1ускаемого тока.

Из соотношения

В

Jf-z: (R,- - R;)

определяют среднее значение радиаль- ной составляющей индукции В вдоль j-ro кругового витка.

Затем пропускают стабильньй постоянный ток через другой круговой виток, например k-й, и, повторяя операции, находят и т.д., пока полная информация об исследуемом поле не будет получена.

Для осуществления предлагаемого способа необходима аппаратура, широко используемая в измерительной технике: источник стабильного постоянного тока до 100 А, измерители реакции (напряжения сжатия или растяжения и пр.).

На f-й элемент длины uC.j j-ro кругового проводника, если радиальная составляющая индукции магнитного поля в зоне этого элемента равна В;

jrt

действует сила IB

uFji

Fi 1

На весь j-й круговой проводник, содержащий m таких элементов, действует сила

J

irBj.ui

bi

или

0

где В

«IB;

jr

,

J

::1:в

fri

m

jri

- среднее значе

ние радиальной состайляющей индукции магнитного поля в области расположения j-ro кругового витка.

Условие статического равновесия системы п круговых витков при отсутствии тока в J-M круговом витке запишем в виде:

Р +

z:

1

о.

где Р - сила тяжести, действующая

на указанную систему. Это же условие при пропускании тока I через j-й круговой виток имеет вид:

Р + Fj +

ZIR; О

Из двух последних соотношений с учетом выражения для Fj получаем:

В

45

Г

И (R; - Ri)/ irD;I.

Предлагаемый способ обеспечивает прямое измерение среднего значения радиальной составляющей индукции постоянного магнитного поля (среднего

50 значения вдоль заданного замкнутого контура), вследствие чего исключаются трудоемкий процесс, точечных измерений и последующая математическая обработка результатов для нахождения

55 .среднего значения. Данный способ основан на преобразовании среднего значения радиальной составляющей индукции магнитного поля в силовое воздействие, которое действует на связи.

3i:Ui22

фиксирующие в требуемом положении систему п круговых витков (в настоящее время имеются средства, обеспечивающие измерение силы с погрешностью порядка 10 %).5

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает существенное повышение точности измерения среднего значения радиальной составляющей индук- fo ции постоянных магнитных полей, имеющих большую протяженность в пространстве.

Формула изоб-ретения

Способ измерения среднего значения радиальной составляющей индукции постоянного магнитного поля, включающий измерение силы, действующей на поме- 20. щенный в исследуемое магнитное поле проводник с током, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют реакцию каждой из связей, обеспечивающих фиксацию сие- 25

В

I N м . . .га. . ,KL

// ///77// }/Ы//7/7///7///7///

темы п концрлгтрическнх витков, при отсутствии тока, поочередно через каждый из концентрических витков пропускают постоянный ток, при этом измеряют реакцию каждой из указанных связей, а также величину этого тока, а среднее значение радиальной составляющей индукции в области расположения j-ro витка определяют из соотношения

В

J

1

(R. - R-V-i DjI,

где

R иК; - соответствующие реакции i-й связи, нормальные к плоскости круговых витков соответственно при отсутствии тока в J-M витке и при пропускании тока через этот виток;

DJ - диаметр j-ro витка; I - величина постоянного тока, пропускаемого через j-й виток.

8-1 8-2 8-1 8-п

I N м . . .га. . ,KL

7/7///7///7///

Br

X

Редактор Н.Тупица

Составитель.А,Гуськов

Техред Л.Сердюкова- Корректор А.Ильин

Заказ 1214/45 Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

(Риг.2.

Изобретение относится к магнитным измерениям. Цель - повышение точности. Она достигается тем, что в способе измерения среднего знанения радиальной составляющей индукции постоянного магнитного поля (МП) измеряют реакцию каждой из связей системы п концентрических витков (KB), помещенной в исследуемое МП, при отсутствии тока, затем, пропуская поочередно, через каждый KB постоянный ток, измеряют реакцию и величину тока каждой связи и рассчитывают среднее значение радиальной составляющей индукции в области расположения j-ro KB по математическим выражениям, приведенньм в описании. В описании приведена схема устройства, реализующего способ. Изобретение предназначено для иссле- дования постоянных магнитных полей большой протяженности, используемых, в частности, в электрофизических установках. 2 ил. о (Л ОО о to to ю INS