Магнитометр Советский патент 1948 года по МПК G01R33/02 

Предметом изобретения является .,:агнкто:етр для измерения полной напряженности магнитного поля с применением электрического генератора, возбуждение которого осуществляется измеряемым магнитным лолем, и гироскопа, связанного с ротором электрического генератора. Гироскоп приводится во вращение струей воздуха и снабжен заслонкаMii, корректирующими направление воздушной струи.

Особенностью магнитометра является то, что-для автоматической установки оси вращения гироскопа л го-тора г-еТераторп в направлении силовых линий исследуемого поля иг/.ч.м-еняется кольцо из магнитногоматериала с двумя взаимно перпеидикулярнылИ-1 диаметральными перемычками.

дольно снабжено двумя распределенными обмотками для питания постоянным и переменным токами; на перемычки кольца надеты также две независимые обмотки, предназначенные для подключения к ним рамок двух 1 змерительвых приборов, оси которых связаны с осями заслонок, управляющих движением воздуха.

Магнитометр выполняется таким образом, что подвижная система измерительного прибора, управляющего движением заслонок, помещена в центре кольца, непосредственно з воздушно зазоре обеих перемычек. Сущность 3обретения поясняется прилагаемыми чертежами.

К корпусу гироскопа / (фиг. 1 и 2) крепится кольцо 2 из пермаллоя или и-ного латериала, иасыш.ающегося в слабых магнитных полях. Кольцо имеет две перемычки 3 и 4 из того же материала, расположер.ные церпеядикулярно друг : другу на разных -высотах. Этим-и перемычками кольцо- делм ся на ч-гтыре квадранта, на каждом из которых помещается по две обмоткч (/ и //). а на перемычках пол;еи1а отся обмот. ки /// и IV. Секции обмоток / и //, расположенные на квадрантах, последовательно соединяются -тежду собой так, что на кольце образуются две общие для всего кольца секционированные обмотки / и //.

Корректор содержит пары заслонок 5 и 6, регулирующих размер отверстий 7 и 8. Каждая пара за-слонок помещена на общих осях 9 ц10, на которых, кроме них, помещены рамки (якори) 11 и 12 ферродинамических систем. Последние имеют неподвижные подмагничива-ющие обмотки 13 и 14, сердечники которых скреплены с корпусом /. Ток к рамкам 11 и 12 иодводится по

пружинам, служащим одновременно для удержания заслонок в среднем положении.

Обмотка // кольца соединяется последовательно с подмагничиваю:Щими обмотками 13 и 14 ферродинамических систем. Обмотки /// и IV соединяются с рамками этих систем.

Действие прибора сводится к следующему.

По обмотке / пропускается подведенный к прибору снаружи постоянный ток, создающий внутри кольца напряженность постоянного магнитлого поля Н, и магнитную индукцию BI (фиг. 3). По обмотке // пропускается переменный ток звуковой частоты, создающий в .кольце переменное магнитное поле и переменную магнитную индукцию В-,.

Кольцо изготовлено из материала, легко насыщающегося в слабь1х магнитных полях, а -поэтому магнитная проницаемость |а., а следовательно, и магнитная индукция В в кольце будут убывать в результате наложения постоянного магнитного поля. Если существует напряженность внещнего магнитного поля Я,, то, кроме напряженности постоянного магнитного поля H, созданной постоянным током, внутри кольца будет действовать напряженность постоянного магнитного поля Яз. Как показано на фиг. 3, магнитное поле Яз усиливает магнитное поле Я1 в одной половине кольца и ослабляет его в другом. Это создает неравенство н В в обеих половинах кольца, и в перемычке 4 возникает поток, равный разности потоков в обеих половинах.

Б обмотке IV, а следовательно, и в соединенной с ней рамке 12 возникает ток, заставляющий рамку повернуться и повернуть заслонку 6. Направление поворота зависит от со отнощения фаз тока в рамке и тока в обмотке 14, т. е. токов в обмотках IV и // пли, в конечном счете, от направления поля Яз.

Соединение обмоток производят так, чтобы в результате перемещения заслонки 6 возникала прецессия, приводящая к уменьщению компоненты магнитного поля Я,. 150

Электрическая схема может быть несколько упрощена, если вместо ферродинамической системы для пе. ревода заслонок воспользоваться индукци1онной или электромагнитной системой (фиг. 4). В первом случае в перемычках 3 & 4, не имеющих на себе обмоток, делают зазор, в который помещают алюминиевые диски 15, скрепленные с осями засло:iOK. Рядом 1C перемычкой 4 помещают электромагнит 16, обмотка которого включается в цепь обмотки //. Токи Фуко, создаваемые электромагнитом 16 в материале дисков, взаимодействуя с магнитным потоком в зазорах перемычек 3 или 4, заставляют соответствующий диск вращаться в ту или иную сторону и поворачивать при этом скрепленную с ним заслонку.

Во втором варианте изобретения (фиг. 5) перемычки 3 к 4 сходятся с зазором к центру кольца, в котором помещается висящий на пружине 17 полюсный наконечник электромагнита 18, скрепленный с диском 19. Под диском находятся четыре отверстия 20, каждое из которых соединено с соответствующим соплом 21.

По обдютке электромагнита течет тот же ток. что и по обмотке Я. Поэтому появление в перемычках 3 ,или 4 переменного магнитного потока сейчас же вызовет смещение в ту или иную еторону полюса электромагнита, а следовательно, и перемещение диска 19. Это в свою очередь вызовет перераспределение воздущных струй и возникновение реактивного момента.

nepiibiir, наиболее сложный вариант (с применением ферродияами.ческой системы), имеет перед последующим преимущество, заключающееся в том, что вращающий момент, возникающий в рамке и действующий на заслбнки, можно прак. тически увеличивать в любое число раз, если между обмотками III и IV и соответствующими рамками ферродинамических систем поставить в качестве усилителя электронную дампу.

Таким образом, устройство может обеспечить большую чувствительяость заслонок воздуходувного кор. ректора на малейшее отклонение оси гироскопа от направления магнитной силовой линии.

Предмет изобретения 1. Магнитометр для измерения полной напряженности магнитного поля с применением электрического генератора, возбуждение которого осуществляется измеряемым магнитным полем, ,и гироскопа, который связан с ротором генератора, приводится во вращение струей воздуха и снабжен корректирующими направление воздушной струи заслонками, отличающийся тем, что, с целью автоматической установкиоси вращения гироскопа и ротора генератора в направлении силовых линий исследуемого поля, применено кольцо ,из магнитного материала с двумя взаимно перпендикулярными диаметральными перемычками, снабженное двумя распределенными по кольцу обмотками для питания постоянным и переменным токами к двумя надетыми на перемычки независимыми обмотками, предназначенными для подключения к ним рамок двух -измерительных приборов, оси которых связаны с осями управляющих движением воздуха заслонок.

2. Форма выполнения магнитометра по п. 1, отличающаяся тем, .что подвижная система управляющего движением заслонок измерительного прибора помещена в центре кольца непосредственно в воздушном зазоре обеих перемычек.