Способ определения интегральных по длине неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического анализа Советский патент 1990 года по МПК G01R33/95 

i

S

г L

(ЛЗа S-SSf

Изобретение относится к области магнитнык измерений и предназначено для измерения интегральных по длине магнита неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического анализа, что необходимо длл создания ускорителей заряженных ча™ стиц высоких энергий. Способ реализован в устройстве. В из 5еряе{-5Ь1Й диполь 1 помещают два одинаковых, рас-™ пределенньж по длине 5aгнитa магниго- резистивных датчика (МРД) 3 п 4р зак реиленных на поворотной рамке 5, МРД 3 располагают в центре япертзфы вдоль оси магнита, а гОРД 4 - параллельно ему -у края апертуры. Вращая поворотную. 5, регистратором 7 сигнала измеряют сопротивления {РД 3 и 4 в равноотстоящих по азимуту тоЧ ках в пределах одного оборота .Ик разницу, а также показатели ГФД 3 передают в ЭВМ,.где по.формуламs приведенным в описании изобретения,, используя дискретное преобразование Фурье, вычисляют интеграл.ьные гармо нические коэффициенты магнитного поля Af,bi Bf.. Способ имеет повьш5е л- ные быстродействие и точность изме рений, 1 ил. С (О S -tey

Изобретение относится к области агнитных измерений и предназначено ля измерения интегральных по длине агнита яеоднородностей дипольных с агнитных полей методом гармоническоо анализа что необходимо при созании ускорителей заряженных частиц ысоких энергий.

Цель изобретения повьшение бы- 0 гродействия и точности измерений

На чертеже показан вариант осуще- твлеяия данного способа, где 1 - змеряемьй Диполь , 2 - обмотки его возбуждения, 3, 4 - магниторезистив- jj ные датчики, 5 - поворотная рамка, 6 - устройство привода, 7 - регист- ратор сигнала, 8 - ЭВМ.

В измеряемьй иполь 1 помещают два одинаковых распределенньк по 20 длина м агнита магниторезистивных датчика, закрепленных на поворотной рамке 5. Один из датчиков 3 располагают, в .центре апертуры вдоль оси магнитя, а другой датчик 4 - параллельно 25 ему у края апертуры. Вращая поворотную рамку с помощью устройства при воДа 6, регистратором 7 измеряют сопротивления датчиков S моменты фиксации датчика 4 в равноотстоящих JQ по азимуту точках в пределах одного оборота Их разницу, а также пока- , занин датчика 3 пгредавдт в-ЭВМ, где по формулам (1), используя дискретное преобразование Oypbej вычисляют гар- моническйе коэффициенты магнита А„ и В„.

Геалйзация способа предусматривает .использование Двух одинаковых, .распределенных по длине датчиков, дл чувствительных к интегральному значению модуля магнитного поли. Такие датчики могут быть осуществлены, на- ппимерр с помощью магниторезистивной проволоки Проволока из висмута или де особо чистой меди обладает заметным магниторезистивным эЗДектом в диапазоне полей более Т с приемпе- мой линейностью зависимос- н сопротивления от поля. Это хорошо соответ- „,. CTByeTj, например, диапазону магнитных полей (1,5-5Т), ..

Конса1 уктивно датчики могут быть выполнены в виде сжатой продольной петли, которая скручивается в пово- ротную рамку - каркас один в паз совпадающий ; осью вращения рамки, а другой в паз на ее внешней образующей параллельно первому. Указанные датчики, основанные на магниторе- зистивном эффекте, практически безынерционны и, следовательно имеют высокое быстродействие, Бифилярная скрутка петепь обеспечивает малую чувствительность к внешним электромагнитным наводкам. Расположение датчиков на краю ааертуры и в ее центре обеспечивает заметное повышение чувствительности к неоднородностям поля по сравнению с вариантом индукционных катушек.

Вращение рамки с датчиками в апертуре магнита обеспечивается внешним Приводным устройством. Фиксация момента измерения осуществляется либо остановкой рамки через одинаковые шаги по азимуту в пределах оборота, либо подобньм же стробированием моментов измерений при непрерывном повороте рамки. В обоих случаях с приводного устройства в блок регистрации подаются сигналы для синхронизации измерений. Цикл измерений, включаю1дий проведение 40-60 замеров за один поворот, возможно провести в пределах секунды. Измерение: разницы выходных сигналов с датчиков позволяет зна чительно подавить влияние синфазных помех и заметной тe шepaтypнaй зависимости датчиков. Импульсный резким запитки датчиков также может спо собствовать сншкенйю температурной погрешности. Измеряемый сигнал напря- .жения преобразуется в цифровой сигнал и затем передается.в ЭВМ, где накапливается группа сигналов, соответствующих циклу измерения. После завершения цикла измерений по программе в соответствии с формулами (1) « результатами измерений производят вычисле- ние сгносительных гармонических коэффициентов интегральных по длине неод- нородностей диполя Af, и , .

им. .. с, (.

2В2

иг

4 D 8intn0);

(1)

А„,С„, В„ Со ( Вг, ); (B.-B«+w- А,.А„,);

П |

60

Dm X( А„.В,„),

где гармонические коэффициенты С и

D

m

находятся с помощью дискретного

преобразования Фурье.

Формула изобретения

Способ определения интегральных по длине неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического айализа, включающий измерения интегральньй характеристик диполь- ного магнитного поля в точках аперту ры магнита и вычисления по результатам измерений гармонических коэффициентов магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия, регистрируют абсолютное значение интегральных по длине магнита модуля магйитного поля на оси магнита и разность меаду ним и значением модуля на параллельной оси магнита прямой у края апертуры с помощью двух :Ъдинаковых датчиков, осуществляют по- jBopoT на 360 одного датчика по окруж ностй по Краю апертуры, но фиксируют при этом положения датчика по азимуту , повторяя каадьй раз измерение йВ, причем число измерений определяется удвоенным значением номера ВЫСШЕЙ гармоники, после чего по

результатам измерения вычисляют интегральные гармонические коэффициенты магнитного поля А и В„ по формулам

) ВЧ9)-В Во2В.,

+ D sinmS ) }.

с„ -Г-СА, + BJ ){ (B,.BH 4

г

9- 4 21 (С совгаб .i

tl t

А -А

D,

m

){

Оо

ZKB

n А„ - В

),

25

0

0

где В - модуль магнитного поля на

оси магнита; В (9) - модуль магнитного поля на

прямой у края апертурыр параллельной оси мапшта в положении с азимуга 0; А В(0)- разность модулей магнитного

поля, fiB(9) « В(б) - D, - гармонические коэффкцненть разностного сигнала двуя датчиков йВ/Вд, вычисляемые методом дискретного Фурье- анализа, а для нахоядения А и В„ используют вьфаже- .

Hi m

ния А 1,, S Cf, $

Br,4,-Dn