Источник магнитного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для получения магнитного поля с высокой однородностью в рабочей области при малом рассеянии. Такого рода источники магнитного поля применяются, когда требуется избежать воздействия поля рассеяния на измерительные приборы или на другие источники магнитных полей, расположенные вблизи от него. Известен источник магнитного поля содержащий две соединенные последовательно обмотки, намотанные на поверхности конфокальных элипсоидов вращения, при этом сумма площадей витков скомпенсирована, т. е. сумма площадей витков, взятых со знаком, соответствующим направлению создаваемого ими поля равна I Т Недостатками этого устройства яв.ляются невысока} однородность, большие габариты и сложность конструкции Известен источник магнитного поля,содержащий соединенные последовательно коаксиальные обмотки, навитые равномерно цилиндрических каркаса, расположенных один внутри другого и имеющих общий цинтр симметрии, совпадающий с центром источника, при этом сумма площадей витков обмоток скомпенсирована . Недостатками этого источника также являются невысокая однородность, боль шие габариты и сложность конструкции. В рабочей области такого типа источника практически отсутствуют зоны с однородностью 0,01% и более, в то время как при проверке современных приборов требования к однородности магнитного поля в рабочем объеме достигают 3-1 о) . Кроме того, известный источник магнитного поля имеет малый доступ в рабрчую область при достаточно сложной конструкции. Увеличение доступа возможно только за счет габаритов. Сложность конструк389ции обусловлена расположением обмоток на коаксиальных цилиндрах различных диаметров, Цель изобретения - повышение однородности. Для достижения поставленной цели в источнике магнитного поля, содержащем последовательно соединенные, имеющие общий центр симметрии, совпадаю щий с центром источника, обмотки, сум ма площадей витков которых скомпенсирована, соответствующие витки всех обмоток выполнены одинаковыми по гео метрическим размерам, при этом число витков, создающих магнитное поле одного направления, равно числу витков создающих магнитное поле противополож ного направления. На чертеже изображен источник магнитного поля, содержащий четыре обмот ки кольцевой формы. Источник магнитного поля содержит последовательно соединенные и имеющие общий центр симметрии, совпадающий с центром источника, обмотки 1-4, сумма площадей йитков которых скомпенсирот вана. Диаметры обмоток 1-4 равны, обмотки , 4 создают магнитное поле одного направления, а обмотки 2, 3 противоположного направления. Число витков обмоток равно числу витков обмоток 2, 3. Источник магнитного поля работает следующим образом. Источник устанавливается в месте, где трябуется создание однородного магнитного поля, в обмотки 1-4 подает ся ток, величина которого определяется из соотношения 3--Во(Ко, , Где BO - требуе ая величина магнитной индукции; Кд - постоянная источника. Известно, что осевая составляющая магнитной индукции магнитного поля, создаваемого источником магнитного поля из кольцевых или квадратных обмоток 1-4, в рабочей области записывается 13 виде степенного ряда а -. .., WnD/. 4 , V2 х-.-о (о k-.,bf.;c, Ь;,,а,...,ц, - число витков в i-ой обмотке; -радиус (полудлина) i-ой обмотки;-радиус (полудлина) и число витков обмотки с наибольшими размерами; К - - коэффициент при координатном 1 члене J-ои степени; УЛ - координатный член j-ой степени;А.- коэффициент при координатном - члене j-ой степени в разложении осевой составляющей магнитной индукции магнитного поля, создаваемого i-ой обмоткой; J - сила тока, протекающего по обмоткам источника. Повышение однородности магнитного поля при одновременной минимизации полей рассеяния достигается за счет компенсации коэффициентов при низших степенях ряда (I). В этом случае однородность магнитного поля в рабочей области определяется величиной нескомпенсированных коэффициентов К. прямо пропорциональных bJ- , причем в данном устройстве Ь минимально. Следовательно степень однородности магнитного поля, создаваемого им, выше степени однородности магнитного поля, создаваемого источником, содержащим обмотку с различными геометрическими размерами. Источник магнитного поля позволяет увеличить свободный доступ в рабочую область, так как содержит обмотки 1-4 одинакового размера. Это и высокая степень однородности создаваемого поля позволяет применять источник магнитного поля с меньшими размерами чем у известных, при одинаковых требованиях к однородности и доступу в рабочую область. Выполнение источника из обмоток 1-4 с одинаковыми размерами позволяет также упростить его конструкцию, так как обмотки I -4 молсно расположить на одном кавкасе. Формула изобретения Источник магнитного поля, содеркащий последовательно соединенные, имеюющие общий центр симметрии, совпадающий с центром источника, обмотки, сумма площадей витков которых скомпенсирована, отличающийся тем, что, с целью повьппения однородности, соответствующие витки Bcelx

5898353

обмоток выполнены одинаковыми погеометрическим размерам, при этом число т витков, создающих магнитное поле одного направления, равно числу витков, создающих магнитное поле противополож-5 Solenoid Pair for production of a НОГО направления.seventh - order - External Field. -

Источники информации.Rev. Scient Instr, 1960, v. 31, № 2,

принятые BO внимание при экспертизе p. 171.

I. Журнал технической физики, 17Г, 27, вып. 12, с. 27; 92.

2. Jungennan J, А., Patten С. G.