Устройство для создания однородного магнитного поля

(19) 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ 2813 7.04 0,11А Б енин ного стра 21. 3 ьство СССР 1973. ойства для магнитных 1972,(56) 1. Авторское свидете9 481005, кл. 0 01 В 33/О2. Штамбергер Г.А, Устсоздания слабых постоянныхполейНовосибирск, фНаукс. 75-105 (прототип),( 21) (22) (46) (72) (71) Л та .зем распр (53) 8/18-218183. Бюл. 9 44ледневрадское отделение Институ"магнетизма, ионосферы иения радиоволн АН СССР7.54(088.8)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .СОЗДАНИЯ ОДНОРОДНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее Н контуров последовательно .включенных, симметрично расположенных относительно центра и установленных на каркасе, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения однородности создаваемогополя, образукщая каркаса, на которомукладываются витки каждого контура,в сечении плоскостью, проходящейчерез ось н контуров, наклоненапод углом, Ьпределяющимся количеством контуров и их геометрическимиразмерами,еа н- х ": , Р,.,(соеЕ,1 15 гдеСд = п Р, . (соэд); 30 Изобретение относится к магнитометрии, а именно к устройствам,создающим однородные магнитные поля.Известно устройство, состоящееиэ катушки, содержащей по крайней мере две секции, которая расположена на жестком основании. Секции размещены коаксиально относительно общего центра 1 .Недостатком известного устройства является невысокая точность воспроизведения магнитного поля за счет конечного размера секций катушки,Наиболее близким к предлагаемому является устройство, .содержащее и се ций прямоугольного сечения, причем, секции расположены параллельно друг другу, центры секций лежат .на одной оси, симметрично относительно одной точки оси, принятой ва начало коорди нат. Тдчность воспрризведения магнит ного поля определяется взаимнымрасположением О секций 2 .Недостатком устройства является ограниченная точность воспроизведения магнитного поля, обусловленная конечным размером поперечного сечения секций, так как при укладке витков на каркасе секции точное расстояние до секции можно выдержать только для некоторого среднего витка.Цель изобретения " увеличение однородности создаваемого поля.Поставленная цель достигается ,тем, что в устройстве, содержащем Й контуров, последовательно включенных, симметрично расположенных отно"сительно центра и установленных на каркасе, обраэукщая каркаса, на котором укладываются витки каждого , кднтура, в сечении плоскостью, проходящей через ось П контуров, наклонена. под углом, определяющимся количеством контуров и их геометрическими размерами.На чертеже показана принципиальная схема устройства (в качестве примера выбрана двухколечная система).Устройство содержит каркас 1 колечной системы (к. с.) катушки 2, соэдакщие однородное магнитное поле.1ЪКолечная система собирается следующим образом.Внутренние витки катушек 2 располагаются так, чтобы соблюдалось условие формирования однородного магнитного поля, т,е. соблюдается теоретическое отношение Ц , где 1 расстояние от плоскости витка .до плоскости симметрии, К " радиус коль ца, Следующие витки укладываются по образующей каркаса 1, представляющей поверхность конуса с углом при вершине, равным 26 . В этом случае автоматически будет соблюдаться постоянство отношения /К, Калечная снс. тема, изготовленная таким образом,является суммой более простых колечных систем, у которых идеально соблюдаются требования к формированиюоднородного магнитного поля.Устройство работает следующим образом.Каждая группа витков создаетполе определенной однородности, т.е.скомпенсировано некоторое количест во членов ряда. Величина этого поляравнакоэффициент, величина которого зависит от конструк 20 ции колечной системы и количества ампер-витков.;Р(сов Ч 11- полиномы ЛежандрамиЦ, - угол между осью системыи радиусом-вектором 125 соединяющим начало координат с точкой вычисления1поляФРсоэф- производные полиномовЛежандра,Я - угол между осью колечнойсистемы и радиусом-вектором Э, соединяющим элементс током с началом координатфрадиус-вектор, соединяющийначало координат с точкой35 вычисления поля;Н - значение поля в центре выбранной колечиой системыф5 - количество скомпенсированных членов разложения.40 Степень однородности поля колечнойсистемы определяется количеством коэф,фициентов С, которые путем выбора.:количества колец, расстоянием междуними,соотношением между величинами45 их радиусов были бы обращены в нуль,Вследствии того, что для каждойгруппы витков в секциях сохраняютсяусловия формирования однородного поля, к величине Н не будет добавляться поле, определяемое более ниэ 50 кими членами разложения, которыепоявляются из-за влияния конечныхразмеров катушки при другом видеизготовления колечных систем. Поэтому можно написать, что суммарное по 55 ле колечной системы равно Нк й+Е . 1 ГР(сов 61),.м е.эч60 где Ю - количество групп витков,Следовательно, построив колечнуюсистему с таким расположением витков, где величина угла Ц определяется геометрическими размерами используемой 65 колечной системы, добиваются увели.Редактор Е. Лушникова ТехредИ.НадьКорректор А Тяско Эаказ 9457/49 Тираж 710 ПодписноеВНИИХИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чения однородности тем, что при создании многовитковых колечных систем для каждой группы витков сохраняются условия формирования однородного магнитного поля.В устройстве имеется возможность реализовать ту степень однородности поля, которая определяется выбором калечной системы. Это особенно важно, когда габариты колечной системы ограничены, а степень однородности создаваемого поля должна быть высокой. Такие требования возникают при проведении компонентных измерений на качаюшемсй основании, когда колечная система устанавливается на гироскопическом стабилизаторе, При создании полевых приборов.-требования к габаритам измерительного устройства также являются определяющими. Кроме того, стоимость создания колечных систем в большей степени зависит от их габаритов, так как увеличение размеров колец ведет к значительному усложнению всей системы. Создание магнитного поля одной и той же однородности с помошью нолечной системы меньших размеров намного снижает и энергетическиезатраты. Известно, что с использованием более сложных колечных систем увеличивается область пространства, в которой. создается поле необходимой однородности. Во многих случаях желательно усложнить колечную систему и увеличить испольэуемую область пространства. Такие решения часто отвергалйсь из-за невозможности обеспечить требуемую однородность поля при данных габаритах колечной системы.Устройство для создания однородного магнитного поля дает воэможность использовать малогабаритные колечные системы, не нарушая условий формирования магнитного поля. Это значительно расширяет технические возможности использования колечных систем, особенно в случаях применения их в ограниченных объемах.