УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Советский патент 1972 года по МПК G01R33/32 

Изобретение относится к области магнитных измерений.

Известны устройства для измерения трех компонент вектора напряженности магнитного поля, содержащие три чувствительных элемента. Это усложняет конструкцию и может привести к увеличению погрешностей при измерении неоднородных полей. В тех случаях, когда для определения пространственного вектора поля используется один чувствительный элемент, то требуется его ориентация относительно измеряемого поля. Это снижает быстродействие измерительного устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции .при измерении трех компонент вектора напряженности магнитного поля. Это достигается тем, что светочувствительный эле:мент выполнен в виде куба из магнитооптического материала, три взаимно перпендикулярные грани которого - рабочие, а на противоположные им нанесены зеркальные покрытия, причем оси выходных торцов световодов пересекаются в его центре.

На чертеже приведена схема устройства.

Оно содержит светочувствительный элемент 1, выполненный в виде куба из магнитооптического материала, три взаимно перпендикулярные грани которого - рабочие, а на три противоположные грани нанесены зеркальные покрытия 2. На каждой рабочей грани вплотную закреплены последовательно по ходу света фазосдвигающие пластинки 3, поляроиды 4 и световоды 5. Они образуют компактньш блок, представляющий собой датчик устройства (на чертеже детали 1-5 условно разнесены). Каждый световод с противоположного светочувствительному элементу конца разделен на входное и выходное разветвления. Против входных разветвлений расположены источНИКИ света 6, а против выходных разветвлений находятся фотоприемники 7. Часть световых потоков от источников света через нейтральные оптические клинья 8 подается на опорные фотоприемпики 9.

Детали 1-9, просвечиваемые световыми потоками от одного и того же источника света, образуют один измерительный канал. Устройство содержит три таких канала, каждый из которых работает следующим образом.

Свет от источника 6 поступает на входное разветвление световода 5 и подается на поляроид 4, на выходе которого становится линейно поляризованным. Пройдя фазосдвигающую пластинку 3, чувствительный элемент 1 и, отразивщись от зеркального покрытия 2, свет по тому же пути возвращается в световод 5. При прохождении света через -поляроид последний работает в качестве анализатора. Фазосдвигающая пластинка 3 служит для

сдвига фаз, f. ё. для смещения рабочей точки измерительного канала на наиболее крутой участок магнитооптической характеристики. Применение фазосдвигающей пластинки позволяет также получать знак измеряемого поля.

Попав обратно в световод, свет ноступает на фотоприемник 7, включенный в мостовую схему с опорньш фотоприемнйком 9.

Оптический клин 8 служит для уравновешивания мостовой схемы перед измерением путем выравнивания световых потоков, приходящих на фотоприемники.

При воздействии на светочувствительный элемент магнитного поля, свет получает дополйительный фазовый сдвиг, пропорциональный .проекции в.ектора напряженности магнитного поля на направление светового луча, что ведет к изменению интенсивности света на выходе анализатора и, следовательно, па выходе рабочего фотоприемника, принадлежащего этому измерительному каналу. На выходе мастовой схемы канала появляется сигнал, пропорциональный компоненте вектора поля, параллельной направлению луча света данного измерительного канала.

Устройство позволяет с помощью одного светочувствительного элемента измерять практически в одной точке одновременно три компонента вектора поля, дающих полную картину изменения поля по величине и направлению в полосе частот практически от нуля до 5 гигогерц, так как светочувствительный элемент не содержит емкостей, иидук-гйвностей и проводников с током, и его быстродействие ограничивается только электроопт-ической постоянной времени материала светочувствительного элемента.

Предмет изобретения

Устройство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее источники света, световоды, светочувствительный элемент, фотоэлектрические преобразователи, нейтральные оптические клинья и опорные фотоприемннки, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при измерении трех компонент вектора напряженности магнитного поля, светочувствительный элемент выполнен в виде куба из магнитооптического материала, три взаимно перпендикулярные грани которого - рабочие, а на противоположные им нанесены зеркальные покрытия, причем оси входных торцов световодов пересекаются в его центре.