Способ определения максимальных значений индукции импульсных магнитных полей Советский патент 1981 года по МПК G01R33/32 

1

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения максимальных значений индукции импульсных магнитных полей, градуировки и поверки индукционных тесламетров импульсных магнитных полей и тесламетров на основе гальваномагнитных эффектов, для градуировки гальваномагнитных преобразователей, а также для аттестации я поверки индуктивных мер импульсных магнитных полей.

Известен способ определения индукции импульсных магнитных полей на основе магнитооптического эффекта Фарадея, заключающийся в том, что измеряют максимальное изменение напряжения на выходе фотодетектора,по которому судят о максимальном значении 1ндукции импульсного магнитного поля l .

Недостатком известного способа является большая погрешность измерения индукции импульсных магнитный полей, которая достигает 10%..

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения индукции импульсных магытных полей на основе магнитооптического эффекта Фарадея путем использования меры угла между оптическими осями поляризатора и анализато-, ра. Известный способ заключается в том, что в отсутствие магнитного поля путем использования меры угла поворачивают анализатор относительно поляризатора на некоторый заданный угол, детектируют световой сигнал с вомощью фотодетектора, затем возвра10щают анализатор в исходное положение и измеряют максимальное изменение напряжения на выходе фотодетектора при ввода измерительного датчика Фарадея в импульсное магнитное поле, по изме15ренным значениям и известному углу меры угла судят о максимальном значении индукции импульсного магнитного поля 2.

Недостатком этого способа являет20ся большая погрешность определения индукции импульсных полей, которая складывается из погрешностей измерения максимальных изменений напряжения на выходе фотодетектора в отсутствие

25 магнитного поля и при вводе измерительного датчика Фарадея в импульсное магнитное поле, погрешности установки анализатора относительно поляризатора на заданный угол, погрешности 30 определения постоянной Верде материала датчика Фарадея. Суг марная погрешность составляет около 5%.

Цель изобретения - повышение точности.

.Цель достигается тем, что в способе определения максимальных значений индукции импульсных магнитных полей, заключающемся в том, что воздействуют пучком поляризованного света на измерительный датчик Фарадея и анализатор, а затем детектируют полученный световой сигнал, создают с помощью меры индукции постоянное магнитное поле, противоположное по направлению импульсному магнитному полю,, изменяют направление плоскости поляризации пучка поляризованного света с помощью образцового датчика Фарадея путем изменения силы тока питания меры индукции, дифференцируют продетектированный световой сигнал и в момент минимума числа экстремумов продифференцированного сигнала, определяют силу тока питания меры, по которой судят о максимальном значении индукции импульсного магнитного поля.

На чертеже изображено устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 света, фокусирующего линзу 2, меру 3 индукции с введенным в ее рабочий объе образцовым датчиком Фарадея 4, поляризатор 5, источник 6 постоянного тока, источник 7 импульсного магнитного поля с введенным в его рабочий объем измерительным датчиком Фарадея 8, причем длина образцового датчика Фарадея .Ц, превосходит длину измерительного датчика Фарадея 1 согласно пропорции IQ п 1 , где п 5 - 20 и оба датчика выполнены из одного и того же материала (например, из одного монолита стекла), анализатор 9, источник 10 импульсного тока, фотодетектор 11, источник 12 питания фотодетектора, сопротивление 13 нагрузки фотодетектора, дифференцирующее устройство 14, осциллограф 15.

Способ определения максимальных значений индукции магнитных полей осуществляется следующим образом.

Луч света от источника 1 света фокусируют линзой 2, поляризуют поляризатором 5, пропускают через образцовый датчик Фарадея 4, введенный в постоянное магнитное поле меры 3 индукции, измерительный датчик Фарадея 8, введенный в импульсное магнитное поле источника 7 импульсного поля, противоположного по направлению постоянному, анализатор 9 и подают на вход фотодетектора 11, выходной сигнал с сопротивления нагрузки фотодетектора 13 преобразуется дифференцирующим устройством 14 и подается на вход осциллографа 15.

Наибольшая точность определения максимальных значений индукции импульсных магнитных полей обеспечивается при установке поляризатора 5 и анализатора 9 так, чтобы их оптические оги были направлены друг к другу под углом 90-. При наличии постоянно го магнитного поля меры 3 индукции и импульсного магнитного поля источника 7, противоположного постоянному по направлению, происходит поворот плоскости поляризации света как в постоянном магнитном поле в образцовом датчике Фарадея 4, так и в импульсном магнитном поле в измерительном датчике Фарадея 8.

При изменении плоскости поляризации света на выходе образцового датчика Фадарея 4 посредством плавного увеличения силы тока питания меры 3 индукции происходит смещение рабочей точки системы поляризатор 5 - образцовый и измерительный датчики Фараде 4 и 8 - анализатор 9, и сигнал (интенсивность света) на выходе анализатора 9 имеет, в общем случае, три экстремума. Продифференцированный сигнал на выходе фотодетектора 13 фиксируется на экране осциллографа 15 и имеет четыре экстремума. В момент минимума числа экстремумов продифференцированного сигнала, равного двум, угол поворота плоскости поляризации в образцовом датчике Фаргщея 4 в постоянном магнитном поле меры 3 индукции равен максимальному значени угла поворота поляризации в импульсном магнитном поле в измерительном датчике Фарадея 8 и противоположен ему по знаку. В этот момент определяЛТ силу тока питания меры 3 индукции по которой судят о максимальном значении индукции импульсного магнитного поля..

Повышение точности измерений максимальных значений индукции импульсных магнитных полей достигается тем, что о максимальных значениях индукции импульсных магнитных полей судят не по измеренным максимальным значениям напряжений на выходе фотодетёкторов в отсутствие импульсного магнитного поля и при его наличии, а по величине силы тока питания меры индукции постоянного магнитного поля, измеренного в момент минимума числа экстремумов продифференцированного сигнала.

Формула изобретения

Способ определения максимальных значений индукции импульсных магнитных полей, заключающийся в том, что воздействуют пучком поляризованного света на измерительный датчик Фарадея и анализатор, а затем детектируют полученный световой сигр1ал, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, создают с помощью меры индукции постоянное магнитное поле, противоположное по направлению импульсному магнитному полю, изменяют направление плоскости поляризации пучка поляризованного света о помощью образцового датчика Фарадея путем изменения силы тока питания меры индукции, дифференцируют продетектированный световой сигнал и в момент минимума числа экстремумов продифференцированного сигнала определяют силу тока питания меры, п6 которой судят о максимальном

значении индукции импул.ьсного магни7 ного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Tawara Н. Measurements of Pul sed Current and Magnetle Field byth Faraday Effect Jap Journal of Appi Physics, V 7. 10, Oct 1968,

c. 1225,

2.Wetzel R. Zur Erzeugung urfd Bestimmung von magnetlschen 3mpulsfeldern, Experimentel1e Technik der Physik, 1964, XM , Jult 4,

c. 263-264.

/