1
Известен способ определения магнитного поля, проникающего в ферромагнитный экран квантового преобразователя, состоящий в измерении при помощи магнитометра напряженности магнитного поля в полости экрана, находящегося во внешнем магнитном поле.
Однако при измерении известным способом не учитывается влияние рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана малогабаритной магнитной системой квантового датчика, на экранирующие свойства экрана и, следовательно, на величину проникающего поля.
Для учета влияния рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля предлагается способ, по которому квантовый датчик, входящий в состав преобразователя, используют для определения проникающего поля. Квантовый преобразователь с экраном устанавливают так, чтобы ось магнитной системы составляла угол 45° с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим преобразователем в горизонтальной плоскости, фиксируя максимальное и минимальное значения частоты генерации датчика, после чего вычисляют значение проникающего поля Яп по формуле:
H. - L/Cl/2cosp
где Д/ - разность между максимальным и
мини.-мальным значением частоты; К--коэффициент преобразования датчика;
р - угол между внешним магнитным полем и плоскостью горизонта. Квантовый датчик генерирует сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна модулю напряженности магнитного поля в зоне его чувствительного элемента:
.(1)
Во время работы экранированного квантового преобразователя напряженность Я геометрически складывается из напряженности Яр рабочего поля, создаваемого магнитной системой датчика, и напряженности Яп магнитного поля помехи, проникающего сквозь экран.
Известно, что ось магнитной системы квантового датчика образует угол 45° со световой осью датчика. В дифференциальном преобразователе световая ось обычно направлена вдоль базы преобразователя.
При повороте экранированного преобразователя, например, в плоскости горизонта вектор проникающего поля Яп претерпевает весьма незначительные изменения по величине и направлению, которыми можно пренебречь, в то время как вектор рабочего поля ЯР, оставаясь постоянным по величине (при постоянном значении рабочего тока), изменяет свое положение в пространстве. Возникающая при этом вариация с)ммарной напряженности, определяемая по вариации частоты генерации датчика, позволяет определить величину пропикающего поля. Связь между величиной Яп и вариацией частоты Д/ при вращении преобразователя показана на фиг. 1 на примере наиболее типичной ситуации. Экранированный преобразователь находится в магнитном поле Земли (МПЗ), вектор которого образует угол р с плоскостью горизонта. Проникающее поле Ни совпадает по направлению с МПЗ. Вектор ЯР образует угол с плоскостью горизонта, в которой преобразователь совершает поворот на 360. Суммарная напряженность Я2 имеет максимальное значение (Н2макс), когда угол а между векторами ЯР и Яп минимален (в данно1М случае при азимуте ), и минимальное значение (ПЕмпн), когда а амакс (при азимуте ). Эти два экстремальных случая показаны на фиг. 2. Максимальное значение вариации ДПв суммарной напряженности (отрезок ДС на фиг. 2) может быть определено следующим образом: Яв (Я2p + Я2„-f 2ЯрЯлСозам.ш)/2- - (Я2р+Я2л+2ЯрЯ.1СОЗа..а,сс) /2. При достаточно малом значении Ян (Ян/Яр 0,01), что практически всегда имеет место в экранированном квантовом преобразователе, АЯв приближается к своему предельному значению ДЯв (отрезок ВС на фиг. 2), поэтому можно написать: ДЯ, ЯлУ2-5 п, где Да ам 1;с-a i. Тогда для рассматриваемой ситуации /(y2cosp где Д/ - максимальное значение вариации частоты При вращении лреобразователя. Использование поворотов преобразователя в горизонтальной плоскости в МПЗ объясняется простотой и удобством реализации этого варианта предложенного способа, хотя в -принципе в качестве источника внешнего поля можно использовать, например, соленоид или кольца Гельмгольца, а вращение преобразователя можно производить в любой плоскости. Однако при выборе плоскости вращения преобразователя необходимо стремиться к максимальной крутизНе функции (Яп), так как это позволяет повысить точность определения Яп. С этой точки зрения наилучшим является такой вариант поворотов преобразователя, при котором ось магнитной системы в точках с экстремальными значениями частоты генерации датчика оказывается колинеарной с вектором поля помехи. В этом случае 2-1 и Предмет изобретения Способ определения магнитного поля, проникающего в экран квантового преобразователя, основанный на измерении напряженности магнитного поля в полости экрана, отличающийся тем, что, с целью учета влияния рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля, квантовый преобразователь с экраном устанавливают так, чтобы ось магнитной системы составляла угол 45° с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим преобразователем в горизонтальной плоскости, фиксируют максимальное и минимальное значения частоты генерации датчика и по разности частот и углу между внешним магнитным полем 1И плоскостью горизонта определяют значение проникающего поля.
fff
С
Риг. /
2
