Устройство для измерения дипольного магнитного момента Советский патент 1993 года по МПК G01R33/02 

&И

(и V, ,.ft.gf f#)

Фиг.2.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения магнитного момента различных источников.

Цель изобретения - повышение точности определения магнитного момента ди- польного источника поля путем исключения зависимости результата измерений для ориентации магнитных осей датчиков.

На схеме фиг.1 показано взаимное расположение датчиков и дипольного источника магнитного момента: на схеме фиг,2 - соединения электронного блока; на фиг.З - возможное оснащение электронного блока дополнительными элементами.

Устройство содержит датчики магнитной индукции 1-3, дипольный источник магнитного момента 4, электронный блок 5, элементы возведения в квадрат 6. девяти- входовой масштабный алгебраический сумматор 7.

Устройство работает следующим образом.

Значение вектора магнитной индукции в j-той точке поля дипольного источника магнитного момента выражается формулой

B qr-li li Ч

М, Тл.

где М - вектор магнитного момента диполь- ного источника, А-м2:

fj- радиус-вектор, проведенный из начала координат, совпадающего с геометрическим центром источника, в точку слределения поля, м;

Cj , Гн/м4.

При этом модуль вектора индукции

Bi2 | Bbcf iljiMii.

1 1 -if

8 точках 1-3, где расположены показанные на схеме фиг.1 датчики, соответственно:

Пх г: Пу 0; пг 0: Г2х 0; Г2У г: т 0: гзх 0: гзу 0: гзг г.

Следовательно,

Bt2 - С2 (ЗМУ2 + М2): В22 С2 (ЗМУ2 +

+ М2); Вз2 С2 (ЗМ22 М2)(4)

14

I Ј k,B,r

f 6C2kM2 (при ki -- ka Кз k):

6C2kMx2 (при , k2 - -k/3. k3 --k/3).

6C2kMy2 (при ki -k/3, k2 5k/3. ka -- -k/3), ,6C2kMz2(npn ki -k/3. k2 -k/3, k3 5k/3).

Электронный блок может содержать также элемент извлечения квадратного корня 8 и масштабирующий элемент 9 (фиг.З).

Ниже представлены результаты математического моделирования предлагаемого 15 измерительного устройства.

Формула изобретения

20

1. Устройство для измерения дипольного магнитного момента, содержащее дипольный источник магнитного момента, три трехкомпонентных магнитометрических преобразователя (датчика) и девятивходо- вый электронный блок, отличающее25 с я тем, что, с целью повышения точности определения магнитного момента дипольного источника поля путем исключения погрешности от неточной ориентации датчиков, датчики расположены в трех рав30 ноудаленных от измеряемого дипольного источника магнитного момента точках, расположенных на трех взаимно перпендикулярных осях, пересекающихся в центре источника, причем выходы датчиков сое35 динены с входами вычислительного блока, осуществляющего следующее преобразование:

40 Um X i KjBii2- .. j i i 1

где Um - сигнал на выходе блока:

j - номер датчика; 45 I номер выхода датчика;

BJI - сигнал на i-м выходе j-ro датчика; kj - весовой коэффициент суммирования сигналов j-ro датчика:

при измерении М ki k2 ks - k, 50 при измерении Мх ki 5k/3, k -k/3, кз -k/3:

при измерении My kf -k/3. k.2 5k/3, k3 -k/3;

при измерен им Mi ki -k/3. k2 ; -k/3, 55 ka 5k/3:

k - постоянный коэффициент.

2. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с и тем, что электронный блок содержит девять элементов возведения е квадрат, соединенных входами с входами блока, выходы

элементов возведения в квадрат соединены с входами масштабного алгебраического

сумматора, выход которого является выходом электронного блока.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения магнитного момента различных источников. изобретения состоит в повышении точности определения магнитного момента дипольного источника поля путем исключения зависимости результата измерений от ориентации магнит- ных осей датчиков. Устройство для измерения дипольного магнитного момента содержит дипольный источник магнитного момента 4, три трехкомпонентных магнитометрических преобразователя (датчика), и девятивходовой электронный блок 5. Датчики 1, 2, 3 расположены в трех равноудаленных от измеряемого дипольного источника магнитного момента 4 точках, расположенных на трех взаимно перпендикулярных осях, пересекающихся в центре источника 4. причем выходы датчиков 1, 2,3 соединены с входами вычислительного блока, осуществляющего следующее преобразование: 3 Д, 2 Um У 2/ kiBji , где Dm - сигнал на выходе блока, j - номер датчика, I - номер выхода датчика, В0 - сигнал на f-том выходе j-ro датчика, kj - весовой коэффициент суммирования сигналов j-ro датчика, при измерении М ki k2 k3 k, при измерении Мх ki 5k/3; k2 -k/З, кз -k/З, при измерении Цу kr -k/3, k2 5k/3, k3 -k/3 при измерении М2 ki: -k/З, К2 -k/З, ka - 5k/3, k - постоянный коэффициент. Электронный блок 5 содержит девять элементов возведения в квадрат, соединенных входами с входами блока, выходы элементов возведения в квадрат б со- единены с входами масштабного алгебраического сумматора 7, выход которого является выходом электронного блока 5. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i е 00 о 00 ел GJ

Иу«20

/

П - 37.417

/ И 1400.000

I I (

./,

feeтера магнитной инву«цми, к7а;

В2х -3-7.037 ВЗх -37.С37

52у - 14ЕЛ4Е БЗу -74.074

В2: -111.111 ВЗ: 222.222

В22 « 35665 т Преобразование в эттроккси блссе нэмерктельноро устройства

Сукмирс-бвние

-49382,716В3:г

- 12345.679 В1гг

- 12345.679В2; .

Суммирование, нгблеченне сорня, «асвтз5ироЕ-ание

(klBl +k2B22+l:3B3i) 1)(ЗВЗг)(1/2) I ll lBl tk2B2S k3B3i)/6CnAU/2) (HBlitk2B2J+l 3B3Z)/6CJ3A(i/2}

ВозведЕние 8 свадрат

/О

Дипольний источник поля

-/----- /

X

в,.

Bi,

в

13

Выход

иш М (Мх, My, Mz)