Способ измерения компонента вектора магнитной индукции и устройство для его осуществления

1ФОчи . т О Союз Советскмк Соцмалмстически к Республик(22) Заявлено 150678 (21) 2627825/18-21с присоединением заявки Ио(51)М. Кл.8С 01 й 33/02 С 01 М 3/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ленинградское отделение Института земного магнетизмаионосферы и распространения радиоволн АН СССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПОНЕНТ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛ.е ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ О Изобретение относится к магнитометрии, точнее - к методам компонентных измерений магнитного поля и предназначено для измерения компонент вектора магнитной индукции 5 геомагнитного поля.Известен способ измерений компонент вектора магнитной индукции, включающий поочередную компенсацию измеряемых компонент 11.Недостатком этого способа является низкая точность измерения.Известен также способ измерений компонент вектора магнитной индукции, включающий определение величины модуля вектора магнитной индукции, ориентацию преобразователя, помещенного в центре ортогональной колечной системы и определение суммарного магнитного поля колец и Земли 21 . 2 ОНедостатком из.вестного способа является низкая точность измерений иэ-за необходимости последовательного (поочередного) измерения компонент. 25Цель изобретения - повьпаение точности.Указанная цель достигается тем, что в известном способе измерения компонент вектора магнитной индук О ции, включающем ориентацию преобразователя и определение величины модуля вектора магнитной индукции, измеряемое поле линейно преобразуют по трем взаимно перпендикулярным направлениям с заданными коэффициентами преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентируют преобразователь до совмещения направления преобразованного поля с указанным коэффициентом преобразования с направлением измеряемой компоненты вектора магнитной индукции, а направление с любым из оставшихся коэффициентов преобразования - с плоскостью, образованной первым направлением и направлением вектора магнитной индукции, определяют величину вектора магнитной индукции преобразованного поля с последующим определением компонент вектора магнитной индукции,Кроме того, эта цель достигается также тем, что в способе измерения компонент вектора магнитной индукции в плоскости перпендикулярной направлению с коэффициентом преобразования, отличающимся от двух других, задают два взаимно ортогона789930 . овомпоненты направлен выбранной омпоненты оскости, и ранному на преобразо нен 3 при это Н= 4 бра- леффициенты птвующим напочки),где В, й, а -к зования по соотве ниям (полуосям об о(Р Р 1 устанавливаютзмерения. Преобенный в замкнутуливают в точку,еличине и направолем первой точк Преобра в выбранно разователь оболочку 4 поле в кот лению совп ова тель точке 6, поме устана рой поадает с Х - величнапр ляет второ У -. велич напра дикул и Е; Р - коэфф вдол лочке преобразовани й полуоси обо циен трет В ормула изобрете льных направления и определяют угол между одним из этих направлений и любым другим направлением преобразования.Для осуществления способа измерения компонент вектора магнитной индукции в устройство, содержащее систему ориентации и преобразователь, соединенный через измеритель с одним входом вычислителя, введены второй измеритель и преобразователь, расположенный в соединенной с системой ориентации оболочке из однородного магнетика, образованной двумя замкнутыми конфокальными поверхностями второго порядка, при этом хотя бы одна полуось оболочки отличается по величине от двух других, а преобразователь подключен через второй измеритель к другому входу вычислителя.На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения компонент вектора магнитной индукции; на фиг,2 - вектор магнитной индукции (ВМИ) Т; на фиг.З - результат преобразования ВМИ Т в ВМИ Т.Устройство содержит .преобразователь 1, соединенный через измеритель 2 с одним входом вычислителя 3. В замкнутую оболочку 4, соедине ную с системой ориентации 5, помещ второй преобразователь 6, который подключен через второй измеритель 7 к другому входу вычислителя 3.Компоненты ВМИ Т имеют значения Х, У, 2, Н= Х фУм Х = РХ, У.,=Р,(У, Е= Р .2 Измерение компонент ВМт следующим образом. Одну из полуосей оболочки 4, например, с коэффициентом преобразования Р, с помощью системы ориентации 5 совмещают с заданным направлением. После этого оболочку 4 вращают вокруг этого направления до получения на измерителе 7 максимального (минимального) по величине значения поля внутри оболочки 4. Зная это значение и зная величину модуля ВМИ Т ,фиг.З) определяют компоненты ВМЙ по формулам де Е - величина к ВМИ, спадающая по ию с направлением полуоси;Н - величина к ВМИ, лежащей в пл ерпендикулярной выб правлениюТ - моДуль ВМИ ванногополя;Т - модуль ВМИ внешнено поля;Р - коэффициент преобразования1вдоль выбранного направления;Р - коэффициент преобразованияХвдоль направления полуоси,совпадающей с плоскостью,вкоторой находится выбраннаяполуось и ВМИ внешнего поля.Далее, в плоскости, перпендикулярной выбранному направлению, задают два взаимно ортогональных направления.После проведения всех действий, необходимых для определения двух компонент ВМИ,. определяют угол между одним из заданных направлений и направлением полуоси с коэффициентом преобразования Рх Ру , затем определяют величины компонент ЪМИ по формулам ина компоненты ВМИ,вление которой составугол с О направлениемй полуоси;ина компоненты ВМИ,вление которой перпен-,ярно направлениям Х 1. Способ измерения компонент5 вектора магнитной индукции, включаю789930 30 щий ориентацию преобразователя и определение величины модуля вектора ,магнитной индукции, о т л и ч а ю щ й й с я тем, что; с целью повышения точности, измеряемое поле линейно преобразуют по трем взаимно перпендикулярным направлениям с заданными коэффициентами преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентируют преобразователь дофсовмещения направления преобразованного поля с указанным коэффициентом преобразования с направлением измеряемой компоненты вектора магнитной индукции, а направление с любым иэ оставшихся коэффициентов преобразования с плоскостью, образованной первым направлением и направлением вектора магнИтной индукции, определяют величину вектора магнитной индукции преобразованного поля с последующим определением компонен; вектора магнитной индукции.2, Способ измерения компонент вектора магнитной индукции по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в плоскости, перпендикулярной направлению с коэффициентом преобразования отличающимся от двух других, задают два взаимно-ортогональных направления и определяют угол между одним иэ этихнаправлений и любым другим направлением преобразования.3, Устройство для осуществленияспособа по пп. 1 и 2, содержащее систему ориентации и преобразователь,соединенный через Измеритель с одним входом вычислителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в неговведен второй измеритель и преобразователь, расположенный в соединенной с системой ориентации оболочке из однородного магнетика, образованной двумя замкнутыми конфокальными поверхностями, второго порядка,при этом хотя бы одна полуось оболочки отличается по величине от двухдругих, а преобразователь подключенчерез второй измеритель к другомувходу вычислителя,Источлики инфОрмации,принятые во внимание при экспертизе1. Афанасьев Ю; В. и др. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. "Энергия", 1972,с.214-215.2. Авторское свидетельство СССРМ 368571, кл. С 01 Ч 3/00, 1970,г.ужгород,ул.Проектная