Устройство для создания магнитного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитньш измерениям и может быть использовано в преобразователях магнитно-метрического типа, например в прецизион- j ных квантовых преобразователях токчастота , для юстировки коэффициента преобразования.

Известны устройства для создания магнитного поля, в которых магнитные Q системы выполнены в виде одиночного кругового контура и создают магнитное поле со значительной неоднородностью, поэтому такие магнитные системы в ряде задач применять нельзя, j например в преобразователях магнитометрического типа LI .

Известны упругие устройства, в которых магнитными системами являются многоконтурные магнитные системы, 20 Представляющие каркас, на котором расположена маногоконтурная обмотка, выполненная, например, в виде двухконтурных колец Гельмгольца 2} , -Однако из-за технологических осо- 25 бенностей изготовления магнитных сие-, тем их очень сложно расчитывать, а особенно изготовлять с точным значением постоянной К магнитной системы. В квантовых преобразователях токчастота, например, где магнитная система расположена в магнитном экране, постоянная которых зависит от характеристик экрана, ее расчитать невозможно. Кроме того, коэффициент преобразования квантового преобразователя зависит только от постоянной Магнитной системы и от гиромагнитного отношения атомов рабочего вещества ячейки, поэтому регулирование коэффициента преобразования в них возможно только путем изменения постоянной магнитной системы, так как гиромагнитное отношение атомов для конкретного рабочего вещества-величина постоянная.

Цель изобретения - повьциение точности устройства для создания магнитного поля.

Для достижения поставленной цели устройство, содержащее магнитную систему, выполненную в виДе каркаса с обмоткой, снабжено второй магнитной системой, расположенной коаксигитьно с первой магнитной системой, и механизм разворота обеих магнитных систем. ..

На фиг. 1 изображено устройство для создания магнитного поля, общий

вид, с частичным вырезом; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая принцип работы.

Устройство для создания магнитного поля содержит первую магнитную систему, состоящую из каркаса 1 с расположенной на нем обмоткой 2 в виде колец Гельмгольца, вторую магнитную ; систему, состоящую из каркаса 3 с расположенной на нем обмоткой 4 в виде колец Гельмгольца, которая расположена коаксиально с первой магнитной системой, и механизм 5 разворота магнитных систем относительно их оси симметрии перпендикулярной осям обмотки 2, 4. Механизм 5 разворота представляет собой три конических зубчатых колеса 6, 7 и 8, причем первое коническое зубчатое колесо 6 жестко соединено с каркасом 1 первой магнитной системы при помощи вала 9. Вал 9 проходит через отверстие,каркаса 3 второй магнитной системы и . через централ| ное отверстие второго конического зубчатого колеса 7, которое жестко соединено с каркасом 3 второй магнитной системы. Диаметры первого и второго конических зубчатых колес б, 7 равны Между собой. Третье коническое, зубчатое колесо 8 соединено при помощи зубчатой передачи с первым и вторым коническими зубчатыми колесами б, 7 и жестко соединено с входньйм валом 10. Обмотки 2, 4 первой и второй магнитных систем соединены последовательно и имеют один общий вход.

Устройство для создания магнитного поля работает следукндим образом.

В исходном состоянии оси магнитных систем совпадают, при этом постоянная устройства максимальная и равна удвоенной постоянной одной магнитной системы, так как постоянные магнитных систем равны между собой. При повороте входного вала 10 при помощи зубчатой передачи третье коническое зубчатое колесо 8 поворачивает первое и второе конические зубчатые колеса б и 7 в разные стороны, ,а,умеете с ними магнитные системы. При развороте магнитных систем ве1 тора магнитного поля, создаваемые ими, разворачиваются на равные углы в противоположные стороны относительно начального напряжения. Суммарный вектор магнитного поля будет уменьшаться/, ни направление его остается прежним, так как постоянные каждой из матйитных систем равны между собой, ток, протекаемый через обмотки 2,4 магнитньк систем, один и тот же, а углы поворота магнитных систем, относительн начального направления, . . .

На фиг. 2 обозначено: н, н - ч вектор магнитного поля, созданный

первой магнитной системой, в исходном состоянии и после регулирования соответственно} н, Н - вектор магнитного поля, созданный второй магнитной системой, в исходном состоянии J и после регулирования соответственно; Hj, Hj - суммарный вектор магнитного поля, созданный устройством, в исходном состоянии и после регулирования соответственно.

jj На основании диаграммы суммарный вектор Н магнитного поля имеет следующее значение;

Н Н cos + (X , (1) где Х - угол поворота магнитных систем относительно начального

направления.

напряженность магнитных полей, создаваемых магнитными системами, равна

к,а , . Hg КгЗ, (2)

где К ,Кл - постоянные соответственно первой и второй магнитных систем, 3 - ток, протекаемый через обмотки 2 и 4 первой и

5второй магнитных систем.

Так как К, К2, то суммарные вектор Н магнитного поля равен н1 . Тогда постоянная G устройства для создания магнитного поля Q равна ..

G 2К, .(3)

Как видно из формулы (3) постоян-. ную G можно плавно .регулировать путем изменения угла о поворота магнитC ных систем.

В связи с возможностью плавной регулировки Постоянной устройства для создания магнитного поля, устройство может иметь любую требуемую постоянную от максимально возможной до нуля.

вследствие этого резко снижаются требования к точности изготовления магнитных систем.

Формула изобретения

Устройство для создания магнитного поля, содержащее магнитную систему, выполнейную в виде каркаса с обмоткой, отличающееся тем,

что, с целью повышения точности, оно снабжено второй магнитной системой, расположенной коаксиально с первой магнитной системой, и механизмом разворота обеих магнитных систем. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2. ШтамбарГёр Г.А. Устройство для создания слабых постоянных магнитных полей. Новосибирск, 1972, 047-153.