Способ определения магнитного поля, проникающего в экран квантовогопреобразователя

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) Приоритет -Опубликовано 15.05.74, Бюллетень18 М.Кл. 6 01 г 33/08 асударстаеииьи кащтетСааата Мииистраа СССРаа делам изабретеиийи аткратий621,317,42Дата опубликовани ппсан 72) Авторы изооретенпя дрявцев и В. П. Барх. Лысенко, В 71) Заявител ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛАЮЩЕГО В ЭКРАН КВАНТОВОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ,) СПОСО ПРОНИ ЬНп=К/2 созр Известен способ определения магнитного поля, проникающего в ферромагнитный экран квантового преобразователя, состоящий в измерении при помощи магнитометра напрякенности магнитного поля в полости экрана, находящегося во внешнем магнитном поле.Однако при измерении известным способом не учитывается влияние рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана малогабаритной магнитной системой квантового датчика, па экранирующие свойства экрана и, следовательно, на величину проникающего поля.Для учета влияния рабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля предлагается способ, по которому квантовый датчик, входящий в состав преобразователя, используют для определения проникающего поля. Квантовый преобразователь с экраном устанавливают так, чтобы ось магнитной системы составляла угол 45 с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим преобразователем в горизонтальной плоскости, фиксируя максимальное и минимальное значения частоты генерации датчика, после чего вычисляют значение проникающего поля Нп по формуле; где Л - разность между максимальным иминимальным значением частоты;К - коэффициент преобразования датчика;Р - угол между внешним магнитным полем и плоскостью горизонта.Квантовый датчик генерирует сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна модулю напряженности магнитного поля в зоне его чувствительного элемента:1=КН. (1)Во время работы экранированного квантового преобразователя напрякенность Н геометрически складывается из напряженности Нр рабочего поля, создаваемого магнитной системой датчика, и напрякенности Н магнитного поля помехи, проникающего сквозь экран.Известно, что ось магнитной системы квантового датчика образует угол 45 со световой осью датчика. В дифференциальном преобразователе световая ось обычно направлена вдоль базы преобразователя.При повороте экранированного преобразователя, например, в плоскости горизонта вектор проникающего поля Н. претерпевает весьма незначительные изменения по величине и направлению, которыми можно пренебречь, в то время как вектор рабочего поля Н 1, оставаясь постоянным по величине (прп постоян(4) ном значении рабочего тока), изменяет свое положение в пространстве, Возникающая при этом вариация суммарной напряженности, определяемая по вариации частоты генерации датчика, позволяет определить величину проникающего поля.Связь между величиной Нп и вариацией частоты Л при вращении преобразователя показана на фиг, 1 на примере наиболее типичной ситуации. Экранированный преобразователь находится в магнитном поле Земли (МПЗ), вектор которого образует угол Р с плоскостью горизонта. Проникающее поле Н совпадает по направлению с МПЗ. Вектор Н образует угол 5=45 с плоскостью горизонта, в которой преобразователь совершает поворот на 360,Суммарная напряженность НЕ, имеет максимальное значение (НХ; .), когда угол а между векторами Нр и Н. минимален (в данном случае при азимуте А=О), и минимальное значение (Намин), когда =Омалс при азиъуте А=180). Эти два экстремальных случая показаны на фиг. 2. Максимальное значение вариации ЛНвф суммарной напряженности (отрезок ДС на фиг. 2) может быть определено следующим образом:Нв "= (Н р+Н п+2 НрНпсояампн) 2 -- (Нр+Нд+2 НрН соза. а: ) й.При достаточно малом значении Н (Н /Н 0,01), что практически всегда имеет место в экранированном квантовом преобразователе, ЛНв" приближается к своему предельному значению ЛН. (отрезок ВС на фиг. 2), поэтому можно написать:ЛНа=Н 12 эи -- Ла(3) Тогда для рассматриваемой ситуации Н Л 12 соэр4где Л - максимальное значение вариации частоты при вращении, преобразователя.Использование поворотов преобразователяв горизонтальной плоскости в МПЗ объясняется простотой и удобством реализации этого варианта предложенного способа, хотя в прин.ципе в качестве источника внешнего поля можно использовать, например, соленоид или кольца Гельмгольца, а вращение преобразо- О вателя можно производить в любой плоскости.Однако при выборе плоскости вращения преобразователя необходимо стремиться к максимальной крутизне функции Л=ср(Н.), так как это позволяет повысить точность опреде ления Нп. С этой точки зрения наилучшим является такой вариант поворотов преобразова.теля, при котором ось магнитной системы в точках с экстремальньви значениями частоты генерации датчика оказывается колинеарной 20 с вектором поля помехи. В этом случаеЛН = -- ,2 К5) 25Предмет из о бр ет енияСпособ определения магнитного поля, проникающего в экран квантового преобразователя, основанный на измерении напряженности магнитного поля в полости экрана, отлизо чаюиийся тем, что, с целью учета влияниярабочего магнитного поля, создаваемого внутри экрана магнитной системой квантового датчика, на величину проникающего поля, квантовый преобразователь с экраном устанавлиз 5 вают так, чтобы ось магнитной системы со.ставляла угол 45 с плоскостью горизонта, а затем поворачивают экран с работающим пре.образователем в горизонтальной плоскости, фиксируют максимальное и минимальное зна чения частоты генерации датчика и по разности частот и углу между внешним магнитным полем и плоскостью горизонта определяют значение проникающего поля.428319 Составитель И. КлыковТехред А. Камышникова Редактор С. Хейфиц Корр ктор Е Хмелева Обт тпп. Костромского управления издательств, полиграфии и книнсной торговли Заказ 5027 Изд.1603 Тираяс 678 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5