УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛНОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЗЕМНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ Советский патент 1935 года по МПК G01V3/165 

Существуют различные методы измерения напряженности земного магнитного поля, причем обычно для получения величины полной напряженности поля в какой-либо точке пространства необходимо произвести несколько измерений и результаты измерений подвергнуть вычислению.

Ощущается потребность в приборе, который давал бы возможность измерять величину полной напряженности земного магнитного поля непосредственно по отсчету прибора и производить измерения непрерывно, например, во время полета аэроплана, в любой точке его курса. Подобные замеры, полученные в виде автоматической записи на ленте, могут служить в качестве исходного материала при разведке земляных недр с аэроплана и для других целей.

На чертеже фиг. 1 изображает одну из деталей генерирующего прибора устройства; фиг. 2 - взаимное расположение генерирующих приборов; фиг. 3 - одну из возможных форм выполнения устройства.

Предлагаемое, согласно изобретению, устройство для измерения полной напряженности земного магнитного поля состоит из трех стержней А, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и изготовленных из пермалоя или иного материала с большой магнитной проницаемостью. Каждый из трех стержней составлен из двух частей, слегка раздвинутых в аксиальном направлении, и в образующемся между частями стержня пространстве помещен якорь Б или вообще сердечник с обмоткой В из изолированной проволоки. Каждый из трех якорей вращается каким-либо посторонним источником вращения с постоянной и одинаковой для всех якорей скоростью. Согласно теории Пуассона для слабых магнитных полей и коротких стержней, последние намагничиваются вдоль своей оси только той составляющей полного магнитного поля, которая направлена коаксиально со стержнем, прочие же составляющие поля намагничивающего действия на стержень вдоль его оси не оказывают. При вращении якоря в своем магнитном междустержневом поле в обмотке этого якоря индуктируется э. д. с. e₁=K₁H₁, где K₁ коэфициент пропорциональности и H₁ - составляющая полного магнитного поля, коаксиальная со стержнем.

В остальных двух якорях, помещенных во взаимно перпендикулярных к первому якорю плоскостях, индуктируются соответственно э. д. с. е₂=K₂H₂ и е₃=K₃H₃, где H₂ и H₃ - другие составляющие полного магнитного земного поля, а K₂ и K₃ - коэфициенты пропорциональности.

Если каждую из трех индуктированных э. д. с. включить на какой-либо подвижный измерительный механизм, момент вращения которого зависит от квадрата напряжения, то результирующий момент М такой системы выразится так:

M=K₁H₁ ²+K₂H₂ ²+K₃H₃ ².

Подобрав коэфициенты K₁, K₂, K₃ таким образом, чтобы они были между собою равны, и обозначив их через С, получим:

M=C(H₁ ²+H₂ ²+H₃ ²),

что означает, что угол отклонения прибора и его показания являются функцией арифметической суммы квадратов величин трех взаимно перпендикулярных составляющих земного магнитного поля, т.е. другими словами, прибор указывает величину полного магнитного поля.

Для получения составляющих вращающих моментов, пропорциональных квадрату измеряемого напряжения, может быть использована какая-либо известная электроизмерительная система, удовлетворяющая закону квадратичности шкалы, например, индукционная или тепловая. Равным образом, суммирование моментов может быть осуществлено различно, например, в индукционной системе путем воздействия трех движущих магнитных элементов на общий поворотный диск (фиг. 3).

Необходимо еще отметить, что существенным в предлагаемом устройстве является лишь расположение стержней в трех взаимно перпендикулярных жестко связанных плоскостях, расположение же системы координат в пространстве не существенно. Таким образом, в случае применения устройства на аэроплане положение аэроплана в пространстве во время его полета для показаний прибора значения не имеет.

1. Устройство для измерения полной напряженности земного магнитного поля отличающееся применением трех стержней из материала с большой магнитной проницаемостью, например, из пермалоя, расположенных в трех взаимно перпендикулярных жестко связанных плоскостях и составленных каждый из двух раздвинутых коаксиальных частей, причем в образующемся междустержневом пространстве помещен якорь, вращаемый каким-либо двигателем с постоянной и одинаковой для всех якорей скоростью, индуктированные в каковых якорях э. д. с. силы подаются на общую измерительную систему, результирующий момент которой представляет собой арифметическую сумму трех составляющих моментов, образуемых отдельными э. д. с. и, в свою очередь, зависящих от квадратичного значения э. д. с.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве измеряющего механизма применен индукционный логометр, в котором вращающие моменты создаются воздействием трех движущих систем на общий диск, а для получения противодействующего момента на ось прибора насажен двойной диск, на который, в свою очередь, воздействует самостоятельная движущая система, обмотки которой создают обратно направленный момент и питаются от четвертого якоря, устроенного по типу первых трех и вращаемого с одинаковой с ним скоростью.