Устройство для калибровки датчиков импульсного магнитного поля Советский патент 1989 года по МПК G01R33/00 

I Изобретение относится к измеритель- нор технике, а именно к устройствам дл|и калибровки датчиков, предназначен- нык для измерения импульсных полей внутри неоднородных металлических экранов,

, Цель изобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии внутренних магнитных полей апериодических электромагнитных им- пурьсов.

На чертеже представлено предлагаемо

е устройство.

Поставленная цель достигается еле- ду|ющими признаками: поперечный размер

однородной двухэлектродной линии связан с длительностью фронта Сд) апериодического электромагнитного импульследующим соотношением: , ф, где С - скорость распространения электромагнитной волны в данной среде пе;|ред датчиком расположена проводящая пластина, например медная; векторы

гнитного поля направлены нормально 25 поверхности пластины; по форме плающих соображений. Двухэлектродная . ния для электромагнитного поля предина совпадает с отверстием в экране Выбор параметра а, т,е, расстояния мФжду элементами линии сделан из сле- д:

Л1

ставляет собой волновую структуру, которая с наименьшим затуханием пропускает только основную гармонику ч.зстотой f. Калибратор предназначен для калибровки датчиков импульсного пэля, а апериодический импульс имеет бесконечный частотный спектр. Тем не менее существует связь эффективной частоты f с длительностью фронта апериодического импульса „„ что обуславливает выбор параметра а для пере- дачи энергии с наименьшим затуханием, т.е. с минимальными потерями энергии, В предлагаемом устройстве однородная Двухэлектродная линия в сечении представляет собой прямоугольник с расстоянием между элементами линии, , равным а. Критическая длина волны, ;й следовательно, и частота, связаны С размером а соотношением

f „1™

2л

(1)

Для апериодического импульса связь частоты с длительностью фронта импульса

ь ф следующая:

р - o.i

t r t Cp

(2)

0

5

0

5

Q

35

40

45

Из формул (Ю и (2) можно получить связь размеров линии с длительностью фронта импульса

а 1,25 С- с, (3) где С - скорость распространения

электрической волны в данной среде (в нашем случае в воздухе, поэтому ).

Проводящая пластина расположена перед датчиком.

Устройство для калибровки датчиков импульсного магнитного поля содержит конденсаторный накопитель 1, включенный последовательно с коммутатором 2 в разрыв электрода 3 однородной линии, включающей второй электрод А. В диаметрально противоположной от коммутатора 2 и конденсаторного накопителя 1 точке между электродами 3 и 4 размещен калибруемый датчик 5, перед которым расположена проводящая пластина 6, например медная, по форме совпадающая с отверстием в исследуемом экране.

На чертеже также обозначены: Е,Н - векторы электрического и магнитного полей;,,,9 1г. - ток бегущей в линии волны; R - радиус кольца; ( - азимутальный угрл точки наблюдения; 1 линейный размер датчика 5; а - поперечный размер двухэлектродной линии.

Устройство работает следующим образом,

Пусть в момент конденсаторный накопитель 1, заряженный до напряжения и, подключается с помощью коммутатора 2 на свернутую в кольцо однородную линию, В этот момент вдоль электродов 3 и 4 линии к датчику 5 распространяются две одинаковые волны, так как волновое сопротивление линии Z одинаково слева и справа, и амплитуда волн равна

т - 2 2Z

( R Через время t т, где С - ско0

рость распространения электромагнитных волн в линии, обе волны достигают пластины 6, искажаются и приходят на датчик 5о Распределение поля на пластинах таково, что оно полностью ими- тирует прохождение поля через отверстие- в металлическом экране с отверстием, плоскость которо г о нормально расположена к векторам Н, что согласуется с принципом Бабина, примененным к электромагнитному полю. Суперпозиция в точке, диаметрально противоположной коммутатору 2, приводит к сложению магнитных полей к взаимному вычитанию электрических полей. Таким образом, для очечного датчика 5 воздействие поля Е сводится к нулю. Если датчик 5 имеет линейный размер 1 в направлении распространения волны (вдоль линии), то в течение

ut - левая и правая половины датL

чика 5 подвергаются воздействию нес- компенсированНых электрических полей противоположного знака, что может привести к появлению паразитного си|- нала. Однако, из-за конечной крутизны переднего фронта величина этих полей значительно ниже амплитудного значения бегущей волны.

Формула изобретения

Устройство для калибровки датчиков импульсного магнитного поля по авт. св. N 875315, отличающееся тем, что, с целью повышения точности калибровки и уменьшения потерь энергии, перед датчиком расположена дополнительно введенная проводящая пластина, поверхность которой нормальна к векторам магнитного поля, а поперечный размер а однородной двухэлект- родной линии связан с длительностью

фронта б( апериодического электромагнитного импульса соотношением а 1,25 ), где С - скорость распространения электромагнитной волны в данной среде.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для калибровки датчиков, предназначенных для измерения импульсных электромагнитных полей внутри неоднородных металлических экранов. Цель изобретения - повышение точности калибровки и уменьшение потерь энергии внутренних магнитных полей апериодических электромагнитных импульсов. Это достигается использованием однородной двухэлектродной линии с поперечным размером A, определяющимся из соотношения A = 1,25 ^.C^.τ_ф, где C - скорость распространения электромагнитной волны в среде, окружающей линию

τ_ф - длительность фронта апериодического электромагнитного импульса, и расположением перед датчиком проводящей пластины 6, по форме совпадающей с отверстием в металлическом экране, нормально к поверхности которой направлены векторы магнитного поля. Устройство содержит конденсаторный накопитель 1, коммутатор 2, электроды 3,4 однородной линии, калибруемый датчик 5, проводящую пластину 6. 1 ил.