Способ измерения напряженности и направления магнитного поля и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

..{ . Изобретение относится к магнитным измерениям и может использоваться в геофизике, измерительной технике, а также в практике наумных иссяедова.ний. Известен способ измерения напряжен ности и направления магнитного поля, включающий вращающуюся катушку, Закрепленную в системе двух колец таким образом, что ось катушки может занять в пространстве любое положение Измеряя ЭДС катушки при различных ее положениях, можно определить направление вектора индукции магнитного) поля 11 . . Недостатком данного способа является наличие сложных механичес.ких узлов. . Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряженное ти и направления магнитного поля, включающий заполнение кюветы суспензией .несферических магнитных частиц, помещение ее в исследуемое магнитное. поле и измерение в трех взаимно перпендикулярных направлениях диэлектрической проницаемости суспензии. По величине диэлектрической проницаемости можно судить о напряженности и направлении магнитного поля 2. - Недостатками известного способа являются сложность приготовления подобной Суспензии, низкая точность измерения проницаемости, а, следовательно, напряженности и направления магнитного поля. Сравнительно небольшие магнитные поля вызывают движение магнитных частиц, что также приводит к увеличению погрешности измерения. Цель изобретения - повышение точ-. ности измерения. Указанная цель достигается тем, что в способе измерения напряженности и направления магнитного поля, вклю- , чающем воздействие магнитного поля на ячейку с магнитоактивной средой, определение контролируемого параметра в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждают ультразвуко вые автоколебания в трех взаимно пер пендикулярных направлениях ячейки и определяют их частоту. При этом устройство для осуществления способа, содержащее ячейку с магнитоактивной средой, снабжено тремя приемными и тремя излучающими пьезопреобразователями в виде трех взаимно перпендикулярных акустичес-. ких каналов, тремя усилителями, входы которых соединены с приемными пьезопреобразователями, а выходы усилителей соединены с излучающими пьезопреобразователями, а в качестве магнитоактивной среды используется жидкокристаллическое вещество. На чертеже изображено устройство, позволяющ ае реализовать данный спосо Устройство содержит ячейку 1, снп х(енную 6-ю пьезопреобразователями 2-7, заполненную-жидким кристаллом 8 Приемные пьезопреобразователи 2-4 соединены со входами, а излучающие пьезопреобразователи 5,6, 7 с выходами трех усилителей 9-11, образуя три взаимно перпендикулярных акустических канала, в которых возникают ультразвуковые колебания, частоты которых пропорциональны соответствующим проекциям напряженности магнитного поля. Сущность способа заключается в том, что в замкнутой системе, состоя щей из усилителя и цепи положительной обратной связи, включающей приемный и излучающий пьезопреобразователи и жидкий кристалл, находящийся в измеряемом магнитном поле, возника ют автоколебания, частота которых определяется скоростью распространения ультразвука в жидком кристалле. При изменении напряженности или направления магнитного поля происходит изменение скорости распространения ультразвука, вызываемое переориентацией директора, что приводит к изменению частоты автоколебаний, которую можно определить с большой точностью Измеряя частоту автоколебаний, возбуждаемых в трех взаимно перпендикулярных направлениях, можно определит напряженность и направление магнитного поля. Имея результаты измерений трех проекций напряженности jix Hv можно определить модуль 1Н/ Щ +Щ + а затег и направляющие косинусы вектора И Coso6 гг- ; Cos б -::р/Ш/И/зная которые можно определить ориентацию ячейки относительно направления магнитного поля. Ячейка, изготовленная из немагнитной нержавеющей стали XI7H13M2T с внутренними размерами 3 X 3 X 3 см, снабжена шестью пьезопреобразователями диа 1етром 2 см, резонансной частотой 3 МГц, изготовленными из ЦТС-19 и соединенными с тремя транзисторными усилителями. Ячейка заполняется жидким кр.исталлом МББА. Измерение- частоты автоколебаний производится частотомерами 43-35 с погрешностью 10. Погрешность измерения направления магнитного поля составляет 3 . Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений напряженности и направления магнитного поля, расширить пределы измерений в область более сильных полей, упростить устройство для реализации, предлагаемого способа, отказавшись от приготовления суспензии и используя широко распространенные жидкие кристаллы. формула изобретения 1.Способ измерения напряженности и направления магнитного поля, включающий воздействие магнитного поля на ячейку с магнитоактивной средой, определение контролируемого параметра в трех взаимно перпендикулярных направлениях, о т л и ч, а ю щ и и с я тем, 4TOj с целью повышения точности, возбуждают ультразвуковые автоколебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях ячейки и определяют их частоту. 2,Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее ячейку с магнитоактивной средой, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено тремя приемными и тремя излучающими пьезопреобразователями в виде трех взаимно, перпендикулярных акустических каналов, тремя усилителями, входы которых соединены с приемными пьезопреобразователями, а выходы