УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗАДАННОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ Советский патент 1970 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к мерам неременного магнитного ноля, иредназначенным для воснронзведеиия велечины его наиряжеиносги, градуировки, новерки и исследования измерителей нанряжеиности неремеиного магнитного поля в условиях иаучно-исследовательско:, поверочной илн заводской лаборатории.

Известиы устройства для воснроизведения наиряженности иеременного магнитного ноля, нредставляющне собой воздушные (не содержан;не ферромагнитных материа.яов) катушки (нанример, кольца Гельм-гольца, катушки Максвелла. Рубенса и др.), по обмоткам которых пропускается переменный ток.

Точность таких мер, не может быть выгае точности измерения величииы перемеипого тока, интаюшего катушки. Приборы для измерения величииы перемеииого тока имеют иогрешность 0,1 г0,5% в звуковом и 1, в дозвуковом диапазоне частот. Такая точность Боспронзведения велнчины напряженности является недостаточной.

Известны также устройства, которые могут служить для воспроизведения постоянного магиитного поля, выполненные в виде вариометров. Такие устройства состоят из двух, вставленных одна в другую катуи1ек, причем одна из катушек (внутренняя) нмеет возможность вращаться вокруг неподвижной оси. Если по обмотке вра1цаюш,ейся катушки пропустить постоянный ток, то внутри нее будет нолучено враш,аюа1ееся переменное магнитное иоле, напряженность которого будет онределяться величиной питающего тока п посто.тпной катушки, а угловая частота - скоростью вращения катушки. Точность воснроизведення велнчипы вращающегося неременного магнитного поля такнм устройством на 2 - 3 порядка превышает точность описанных выше устройств для воснроизведенпя напряженности неременного магннтного поля благодаря тому, что погрешность измерения величины иосгоянного тока, нитающего катущку, быть снижена. Однако нодобное устройство не решает нолностью задачи воснроизведения напряженностн неременного магнитного ноля, поскольку оно может воспронзводнть только вращающееся магнитное ноле.

С целью повышення точности воспроизведения наиряженности неременного магнитного поля и обесиечепия возможности варьирования законов ее изменения обе воздушные катушки предлагаемого устройства, имеюци;е разные диаметры и вставленные одна в другую, установлены на общей оси и снабжены нриводом, например зубчатым дифференциалом, обеспечивающим встречное вращение катушек устройства с равной угловой скоростью. Катушки устройства имеют равные постоянные но нанряженности, соединены последователыю и обтекаются общим постоянным гоком от стабилизированного нсточннка. OAiia из ведомых шестерен зубчатого дифференинала соединена с наружно катушкой носредсгвом иолого вала, другая - с внутренией i aтуихкой валом меньшего диаметра, проходящим но оси полого вала.

На фиг. 1 дана нринннннальная механн-г,ская схема иредлагаемого устройства для воснроизведеиия ианряженностн неременного магнитного ноля; на фиг. 2-нринннниальная электрическая схема устройства; на фиг. 3-его векторная диаграмма.

На общем ненодвижиом основании / расположены зубчатый дифференциал, состоящий из ведущего вала 2, ведущей шестерни 3 м двух ведомых шестерен 4 н 5, и катушки устройства для воснроизведения нанряженности магнитного ноля; внутренняя 6 н наружная 7. Внутренняя катущка 6 соединена с щестерней 4 иосредством вала 8, а наружная катущка 7 носредством нолого вала 9 соединена с шестерней 5. Шестерни 5, 4 н 5 имеют одинаковые диаметры и число зубцов. Выполненное таким образом устройство имеет одну степень свободы; при иовороте входного вала 2 на угол ф его Бну1ренняя и внешняя катущки совершают иоворот на углы, соответственно, cpi и ф2 соответственно, нриче.м

Ф1

Принциинальная схема электрических соединений устройства для воснроизведения напряженности, поясняющая нротекание общего постоянного тока через встречно вращающиеся катушкн, представлена на фиг. 2. BHVTреняя катущка 6 через контактные кольда 10. 11, и скользящие контакты 12, 13 соединяется со стабилизированным источником иостоянного тока 14. Внешняя катушка 7 устройства для воснронзведения ианряжеи.юсти через контактные кольца 15, 16 н скользящие контакты 17, 18 также соединяется с источником тока. Таким образом осущесгзляется последовательное соединение катушек устройства, не нарущающееся нри их вращч- нии. Обе катушки устройства имеют разные по,стоянные по напряженности, т, е, при протекании по ним равного (в данном случае общего) тока каждая из катущек создает постоянное магнитное поле равной по величине напряженности;

HI //а--//о.

Направление векторов напряженности перпендикулярно к плоскости каждой из катущек и, следовательно, зависит только от их угла поворота ф.

Учитывая, что //1 Я2 Яо и ф,

Из приведенного соотношения вн-дно, чго 1 анравленне вектора напряженности в пространстве неизменно, а его величина оиределяется ,лищь углом поворота входного вала устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. От внещнего привода (фиг. 1) входит вал устройства 2, вращающийся равномерно (). Благодаря пснользованию дифференциала с равным количеством зубьев ведущей 3 н ведомых 4 и 5 щестерен катущки устройства 6 и 7 через валы 8 и 9 также получают равномерное вращение, но во взаимцо противоположных направлениях (coi - -соз). Последовательное соединение катушек 6 и 7 не нарушается нри вращении благодаря пснользованию коитактных колец 10, 11 и У5, 16 и скользящих контактов /2, 13 и 17, 18 (фиг. 2), При равномерном и нротивоположпом вращении катущек нанряженность поля устройства будет пзменяться по гармоническому закону;

Я 2Яо cos ((о/ + ф).

где Я

суммарный вектор наиряженносги

25 поля в центре катущек устройств; ; Яо - напряженность магнитного поля,

создаваемого каждой пз катущек; (О - угловая скорость; 0t - время;

ф - начальная фаза.

Для нолучепия однородного ноля в больщом объеме предложенное устройство .может

быть скомпоновано из катущек сложной кон5 фигурации (колец Гельмгольца, катушки

Максвелла, катушки Рубенса),

Получение других законов из;менения Tiaнряженности во времени может быть обеспечено выбором соответствующего закона изме0 нения скорости вращения ведущего вала.

Таким образом, предложенное устройство для воспроизведения напряженности неременного магнитного ноля благодаря тому, чго для его питания используется постоянный ток, 5 точность измерения величины которого в 100-г1000 раз выше, чем иеременного, позволяет повысить точность воспроизведения велнчнпы напряженности переменного магнигного ноля в 10-г 100 раз. 0

Предмет изобретения

Устройство для получения переменного магнитного поля заданной напряженности,

5 содержащее две расположенные одна в другой воздушные катущки индуктивности, установленные на одной общей для них оси механичс;ского привода, а также источник постоянного тока отличающееся тем, что, с целью повыщсшестерен, одна из которых соединена с наружной катунл он посредством нолого вала, а другая соедннена с внутренней катугико валом меньшего диаметра, проходящим по

oci полого вала, при этом катушки иодключены к нсточннку ностоянного тока носледовательно, а нх ностоянные но нанряженносги выбраны равными.

15 1Ь

/ГЧ

сумм

2-Но