Устройство для создания слабого однородного магнитного поля Советский патент 1975 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для поверки и метрологических исследований магнитометрической анпаратуры, являясь основной частью образцовых средств измерений.

Известные устройства для создания слабых однородных магнитных полей представляют собой катушки с током, содержащие в зависимости от требований к однородности магнитного поля две или более коаксиальные секции с кольцевыми либо квадратными витками, расположенными в различных плоскостях симметрично относительно центральной плоскости катушки, перпендикулярной ее оси.

Из вестны также устройства для создания слабого однородного магнитного ноля, представляющие собой четырехсекционную катущку с попарно равными квадратными секднями, характеризуемую следуюпднми соотнощениями:

й ; Ci 0,683985 ; I; ,026890 : 1;

ai;a2 1,030835: 1; Ог: Ci 0,219210 : 1; Wj; : Wz 1 ; 3,

где:

ui - половина длины стороны витков секций 5 и 8;

«2-половина длины стороны витков секций 6 и 7;

2

Ci - расстояние от центра катупгки до се.кций 5 и 8;

С2 - расстояние от центра катушки до секцнй 6 и 7;

Wl - количество витков в обмотках секций 5 и 8;

Wz - количество витков в обмотках секций 6 н 7.

Недостатками известных стройств являются большие габариты, неудобство эксплуатации из-за недостаточно свободного доступа в рабочую область катущки (особенно, если катущка двух или трехкомнонентная), трудность обеспечения достаточной жесткости конструкции, вызванная тем, что секции катушки расположены в различных параллельных плоскостях.

Для уменьшения габаритов, улучшения удобства эксплуатации и упрощения конструкции в предлагаемом устройстве секции катушки размещены в одной нлоскости коаксиально относительно общего центра.

Иа фиг. I представлен общий вид описываемого устройства в виде четырехсекционной катущки; на фнг. 2 - прнмер выполнения трехкомпонентного устройства, вынолненного из четырехсекцнонных катушек.

Устройство (фиг. 1) состоит из катущкн, содержащей четыре секции 1, 2, 3, 4 которые расположены в одной плоскости коаксиально

относительно общего центра. Соотнои1ения между количеством витков IF в ooMOTKiix оазличных сскцнн катушки, а также значение лоетояиной /С катугнки находит из следующих выражений:

/ ai .

I -- при п

ч-,. /

где:

aj - ноловина длины стороны секции 1;

a-z - половина длины стороны секции 2;

аз-ноловина длины ссороны секции 3;

а/.- иоловииа длины стороны секции 4;

ffii - колнчество вн в обмотке секции

W2 - количество витков в обмотке секнир

Шз - ко,тичество витков в обмот1-;е секции

ш/, - ко;1ичество витков в об.мотке сскции 4.

При соблюдении вышеиеречислениых соотношений между количеством витков в секциях катушки в :)а3о1ожеиии осевой составляющей ианряже11 ости магнитного ноля отсутствуют члеиы второго, четверто1о и шестого

ЦОрЯДКОВ, т. с. ОДИОрОДИОСТЬ MaiHHTHOlO НО.ТЯ.

создаваемого иредлагасмым устройством, .выше, чем однородность магнитного нол5: известных устройств. При этом улучше1п-1е однородности MajHu-rnioro ло.тя, но..:|учасм()е предлагаемыми устройствами но сравнению с известными, имеет место только в случае четырех и более квадратнЬХ секций в катушках. Соотцошения между количеством витков W в различиых обмотках с Л1об1тм количеством

П

I

( /

/

i ; П

а, у «. / i I -- с; k / е: цри я 2;

П

Д-::. 0,455--.-:

:М ( Ф)

П; о . -- I

П

Им (Ф)

1

к кольцевых секций, где /, k, /,... п-обозиачение секций катушки, а-радиус средие о итка секции (ири кольцевых секциях, или но..овина длииы стороиы квадрата (при киадратных секциях); Оф и иц, - )адиус (ноловнна длины стороны квадрата) средlieio витка и ко 1ичество витков какой-либо фиксированной секции.

Устройство работает следуюшим образом.

Катушку устанавливают в месте, где требуется создание слабого однородного магиитиого иоля, и в обмотку катушки нодают ток, значение которого находят из соотношения:

/- /С

;дс У/ -- зада:1;1ая нанряисенность магнитного иоля.

Это дает г озможиость создать в рабочем маг11ит 1ое 1оле с любой, зада :1:(;й 3aiuiHce нанряженностью //.

и 3 о о р е т е и и я

itcrpoiiciiio для С ;здания слабого одиородHoio Mai iHTHoi-o ноля в виде катушки, содер/кан(ей, ио к }айней мере, две секции, отличаюшееея тем. что, е целью уменьшения |аГ;а)итов, улучшения удобства экеил атации и у ;рои1епия конетрукции, в ием секции катушки размеигены к одной илоскости коакФиг 2