Способ определения интегральных по длине неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического анализа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСоаЕЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)5 С 01 К 33/06 ще ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Объединенный институт ядерныхисследований(56) В.М, Логинова, В,А. ПрейзендорфМагнитометрические методики для определения характеристик дипольных мар-.тов (обзор) . Депонированное сообние ОИЯИ.Б 1-9-11494, Дубна.В,И, Балбеков, К.ф, Герцев к др,Измерение нелинейностей магнитногополя. сверхпроводящих диполей УНК ме"(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНЕГРАЛЬНЬ 11(ПО ДЛИНЕ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ДИПОЛЬНЫХМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МЕТОДОМ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА.магнитных измерений к предназначенодля измерения интегральньх по длинемагнита неоднородностей дипольных магнитных пОлей методом гармонического анализа, что необходимо длясоздания ускорителей зарнженньгх ча"сткц высоких энергий Способ реал 1"зован в устройстне. В измеряеа;й диполь 1 помещают два одинаковых распределенных по длине магнита магниторезистивных датчика (МРД) 3 и 4, закрепленных на поворотной рамке 5,МРД 3 располагают в центре апертурывдоль оси магнита, а МРД 4 - параллельно ему у края апертуры, Вращаяповоротную рамку 5 регистраторомсигнала измеряют сопротивления МРД 3и 4 в равноотстоящих по азимуту точ "ках в пределах одного оборота Ихразницу, а также показатели МРД 3передают в ЗВМ, где по,форкулам,приведенным в описаник изобретения.используя дискретное преобразованиеФурье, вычисляют интегральные гармонические коэффициенты магнитногопОлЯ А. к В ., Способ имсет повьне 1 ные быстродействие и точность измерений. 1 ил.Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения интегральных по длине магнита неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического анализа, что необходимо при создании ускорителей заряженных частиц высоких энергий.Цель изобретения - повышение бысгродействия и точности измерений,На чертеже показан вариант осуще" .ствления данного способа, где измеряемый диполь, 2 - обмотки его возбуждения, 3, 4 - магниторезистивные датчики, 5 - поворотная рамка, 6 - устройство привода, 7 - регист ратор сигнала. 8 - ЗВИ.В измеряемый ,иполь 1 помещают два одинаковых распределенных по длине магнита магниторезистивных датчика, закрепленных на поворотной рамке 5, Один из датчиков 3 располагают. в центре апертуры вдоль оси магнита, а другой датчик 4 - параллельно 25 ему у края апертуры. Вращая поворотную рамку с помощью устройства при". вода 6, регистратором 7 измеряют сопротивления датчиков в моменты фиксации датчика 4 в равноотстоящих по азимуту точках в пределах одного оборота, Их разницу, а также показания датчика 3 передают в ЗВИ, где по формулам (1), используя дискретноепреобразование Фурье, вычисляют гармонические коэффициенты магнита ЛВфРеализация способа предусматривает .использование двух одинаковых, .распределенных по длине датчиков,чувствительных к интегральному значению модуля магнитного поля; Такиедатчики могут быть осуществлены, например, с помощью магниторезистивнойпроволоки. Проволока из висмута илиособо чистой меди обладает заметныммагниторезистивным эффектом в диапазоне полей более 0,1 Т с приемлемой линейностью зависимости сопроти"вления от поля. Это хорошо соответствует, например, диапазону магнитныхполей (15-5 Т) .Конструктивно датч 1 ки могут бытьвыполнены в виде сжатой продольнойпетли, которая скручивается в поворотную рамку - каркас, один в паз,совпадающий " осью вращения рамки,а другой. в паз иа ее внешней образующей, параллельно первому. указан-. ные датчики, основанные на магниторезистивном эффекте, практически беэ-,ынерциочны и, следовательно, имеютвысокое быстродействие. Бифилярнаяскрутка петель обеспечивает малуючувствительность к внешним электромагнитным наводкам. Расположение датчиков на краю апертуры и в ее центре обеспечивает заметное повышениечувствительности к неоднородностямполя по сравнению с вариантом индукционных катушек,Вращение рамки с датчиками в апертуре магнита обеспечивается внешнимприводным устройством, Фиксация мо"мента измерения осуществляется либоостановкой рамки через одинаковыешаги по азимуту в пределах оборота,либо подобным же стробированием моментов измерений при непрерывномповороте рамки, В обоих случаяхс приводного устройства в блок регистрации подаются сигналы для синхронизации измерений. Цикл измерений,включающий проведение 40-60 замеровза один поворот, возможно провестив пределах секунды. Измерение разницывыходных сигналовс датчиков позволяет значительно подавить влияние сии.Фазных помех и заметной температурибйзависимости датчиков. Импульсный режим эапитки датчиков также может способствовать сниженмю температурнойпогрешности. Измеряемый сигнал напряжения преобразуется в цифровой сигнали затем передается в ЭВМ, где накапливается группа сигналов, соответствующих циклу измерения. После завершения цикла измерений по программе всоответствии с формулами (1) и результатами измерений производят вычисле-,ние сгносительных гармонических коэфФициентов интегральных по длине неод-.нородностей диполя А и В 1 .ЬВ(О) В (О)-В . Со Фа + (С совъО+Во о- + , (С совшЙ+ ЬВ(0) В (9) -Вфай тшеаюа Яю ЫВ 2 Ь,Редактор Т, Юрчикова Тираж 569 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035 Москва, ЖРаушская наб, д. 45:Заказ 4331 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Способ определения интегральных по длине неоднородностей дипольных магнитных полей методом гармонического анализа, включающий измерения 10 интегральных характеристик диполь-. ного магнитного поля в точках апертуры магнита и вычисленияпо результатам измерений гармонических коэффициентов магнитного поля, о т л и - 15 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью . повьппения точности и быстродействйя,регистрируют абсолютное значение интегральных по длине магнита модуля магйитного поля на оси магнита и 20разность между. ним и значением модуля на параллельной оси магнита прямой у.края апертуры с помощью двух ,одинаковых датчиков, осуществляют поворот иа 360 одного датчика по окруж"бФности по краю апертуры, но фиксируют при этом. положения датчика по азимуту д, повторяя каждый раз измере- ние ЬВ, причем число измерений оп-. ределяется удвоенным значением но мера высшей гармоники, после. чего но результатам измерения вычисляют интегральные гармонические коэффициенты магнитного поля А и В по формулам модуль магнитного попя иаоси магнита;модуль магнитного поля напрямой у края апертуры, параллельной оси магнита иположении с углом азимута д;разность модулей магнитногополя, ав(О) - В(О) - В;гармонические коэффициентыразностно."о сигнала двухдатчиков ЬВ/В , вычисляемыеметодом дискретного Фурьеанализа, а для нахожденияА и В используют выражения А + С, , Вя,ф