Устройство для создания слабого однородного магнитного поля Советский патент 1982 года по МПК G01R33/02 

1

Изобретение относится к магнитным измерениям, а именно к технике создания слабых однородных магнитных лолей и может быть использовано в качестве меры магнитной индукции, преимущественно для переменных магнитных полей.

Известно устройство для создания слабого однородного поля, которое содержит источник питания, средство измерения тока и однослойный соленоид.

Минимальное значение создаваемой магнитной индукции определяется минимальным значением измеряемого тока и коэффициентом преобразования К а (связывающим значение магнитной индукции В ТлЗ со значением тока питания I А, KB В/1), который при заданных размерах соленоида зависит от числа витков на единицу длины 1.

Однако это устройство не-позволяет получить поля менее Тл, так как это связано с трудностями точно- -. го измерения и стабилизации малых то-i

КОВ, вызванных влиянием помех и шумов при создании переменных магнитных полей.

Известно также устройство для ссоздания слабых однородных магнитных полей, которое содержит источник питания, средство измерения тока и две соосные обмотки с общим центром симметрии и встречным направлением их магнитных полей 2 .

10

Однако однородность магнитногополя в рабочем объеме недостаточна.

Цель изобретения - повышение однородности магнитного поля в рабочем объеме.

15

Поставленная цель достигается тем, что устройство для создания слабого однородного магнитного поля, содержащее две соосные встречно вклю20ченные обмотки с общим центром симметрии, два резистора, один из которых последовательно соединен с первой обмоткой, а другой последовательно с второй, а обе образованные цепи соединены параллельно друг другу, и регистрирующий прибор, первая и вторая обмотки выполнены жилой и оплеткой коаксиального кабеля с одинаковым диаметром витков, числом витков и шагом намотки. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - один из вариантов конструктивного выполнения катушки из двух идентичных обмоток (в разрезе) . Устройство для создания слабого однородного магнитного поля (фиг. 1) содержит две соосные обмотки Ги 2 с общим центром симметрии и встречным направлением их магнитных полей, источник 3 питания, регистрирующий прибор k, два резистора 5 и 6, один из которых (5) соединен последовательно с первой обмоткой 1, а другой (6) последовательно с второй 2, при этом обе образованные таким образом цепи соединены параллельно друг другу, а обе обмотки 1 и 2 имеют одинаковый диаметр, число витков и шаг намотки. На диэлектрическом каркасе 7 (фиг. 2 намотана катушка из коаксиального ка беля, при этом жила кабеля является обмоткой 1, а оплетка этого кабеля обмоткой 2. Эти обмотки соосн) и име ют общий центр симметрии, одинаковое число витков, шаг намотки, средний диаметр витка, т. е, плоскость перво го витка первой обмотки совпадает с плоскостью первого витка второй обмотки и соответственно совпадают плоскости последующих витков. Устройство работает следующим образом. При включении источника 3 питания в цепях обмоток устройства устанавли ваются взаимно встречные токи, несколько отличающиеся по величине изза неравенства фактических значений сопротивлений этих цепей. Вследствие этого создаются два совершенно идент.ичных по своей пространственной кон фигурации магнитных Поля, векторы магнитной индукции которых в каждой точке пространства направлены встреч но друг другу, но не равны по абсолютной величине. Таким образом, эффе тивное магнитное поле представляет собою разность двух встречных Mafy-нит ных полей, а регистрируемый ток пита ния устройства равен сумме токов об моток 1 и 2. Коэффициент преобразова ния устройства есть отношение эффективного магнитного поля к регистрируемому току питания, и по сравнению с одиночной обмоткой он уменьшается в RfR2/izl где R и R - сопротивления цепей первой и второй обмоток (R R2) Соотношение сопротивлений цепей обмоток 1 и 2 устанавливается подбором резисторов 5, 6 в этих цепях . При уменьшении коэффициента преобразования Kg устройства в 250-300 раз по сравнению с одиночной обмотко.й точность, однородность и стабильность, создаваемых устройством магнитных полей, остается такой же, как и у исходной одиночной обмотки. Зависимости магнитной индукции от частоты тока питания не наблюдается, так как устройство имеет незначительную индуктивность, и, следовательно, нет необхо-. димости в введении частотных поправок. Предлагаемое устройство дает возможность при использовании стандартных источников питания и средств измерения тока без существенных материальных затрат получать достаточно слабые магнитные поля с такой же точностью, однородностью, стабильностью и частотной зависимостью, как и в случае создания более сильных полей. Формула изобретения Устройство для создания слабого однородного магнитного поля, содержащее встречно включенные две соосные обмотки с общим центром симметрии, два резистора, один из которых последовательно соединен с первой обмот- .л кой, а другой последовательно с второй, а обе образованные цепи соединены параллельно,др)уг другу, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения однородности магнитного поля в рабочем объеме, первая и вторая об- мотки выполнены жилой и оплеткой коаксиального кабеля с одинаковым диаметром витков, числом витков и шагом намотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Измерительная техника, 1968, 11, с. 77-78. и 2.Jungerraan J. Д., Patten С. G. Rev Scient Justrum , 31, I960, N- 2, p. 171. ,

S

-CZb f

CZ

V A

4г./

/ 2

фиг. 2.