Способ измерения среднего значения индукции постоянного магнитного поля

Союз Сфветскии Сфцнелнстических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 111 1,79 (21) 2835954/18-21 (51)М (л3 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 01 й 33/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявите ъединенный институт ядерных и ледещанн 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИ ИНДУКЦИИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯи вышение точ Изобретение относится к магнитным змерениям и предназначено для исследования магнитных полей большой про= тяженности, используеьвях в электрофизической аппаратуре.Известен способ измерения средней величины индукции протяженных постоянных магнитных полей, основанный на явлении электромагнитной индукции, состоящий в том, что длинную обмотку с малыми поперечнььы размерами вращают в исследуемом поле вокруг оси,лежащей внутри или вне этой обмотки, причем полный оборот вокруг оси осуществляют за п шагов, сигналы с обмотки подают на интегратор и по соответствующим каждому шагу дискретным значениям выходного напряжения интегратора судят о характеристиках ис-. следуемого магнитного поля 11Недостатком этого способа является трудность его реализации, вызванная весьма жесткими требованиями к точности изготовления и динамической стабильности, механических узлов,Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому является способ, который состоит в том, что в иэмеряе мое поле помещают проводник, через который пропускают постоянный ток и измеряют силу, действующую на провод- ник с током, по величине этой силы и судят о характеристиках исследуемого магнитного поля 21.Этот способ не может обеспечить высокую точность при измерении среднего значения индукции магнитных полей, имекщих большую протяженность в пространстве.Цель изобретения - поности,.Поставленная цель достигается тем что в способе измерения среднего значения индукции постоянного магнитного поля, включающем определение силы, действующей на проводник с током,помещенный в магнитное поле, в исследуемое магнитное поле помещают системр из и параллельных друг другу жестко соединенных прямолинейных проводников, через пару проводников пропускают в противоположных направлениях постоянные токи, при этом через первый проводник пары пропускают ток неизменной величины, а ток через второй проводник пары регулируют до получения баланса сил, действующих на систему проводников в, направлении степени свободы, перпендикулярном направлению натяжения проводников,вмомент баланса сил измеряют токи в проводниках и определяют отвосительную величину среднего значения индук ции в области расположения -го проводника из соотношения:/Ь =э (з,С -,)огде В и В - среднее значение инКдукции вдоль 1-ого иК-го проводников соответственно,3 - значение эталонноготока в К-ом проводнике 3 - ток в )-омф 3 Опроводнике в моментбаланса сил, действующих на систему проводников,Кроме того, через пару проводников пропускают в противоположных направлениях пульсирующие токи.На чертеже изображена системапроводников, расположенных в магнитном поле,Система состоит из вектора В магнитной индукции, векторов 2, и Х, которые показывают направления соответствующих координатных осей, ось у направлена перпендикулярно к плоскостичертежа.Кроме того, система проводниковсодержит 1,2 и - первый, второй,п-ый проводники. Для простотырассмотрения полагают, что проводники расположены в одной плоскости ипараллельны оси У, вдоль которой вытянуто последуемое поле. Длина каждого проводника Е. Конструкция,обеспечивающая системе проводников возможность занимать необходимое положение в измеряемом полЕ, должна обеспечивать системе проводников одну.степень свободы вдоль оси Х и одночетко выраженное положение устойчивого равновесия,Полагают,что через первый проводник пропускают эталонный ток 3 , направленный вдоль оси У., а через второй проводник в противоположном направлении пропускают регулируемый ток 3 . В общем случае направление вектора магнитной индукции В может не совпадать с направлением оси 2 и полное поле может быть представлено тремя компонентами В, В и В. КомпоненТа В вызывает силы, действующие на проводники в направлении оси 2 , ти силы уравновешиваются опорами. Компонента В параллельиа проводникам с током и поэтому не вызывает силового действия.Силы. обусловленные вертикальной компонентой В, действуют в направлении оси Х, вдоль которой система проводников обладает степенью свободы. Исследуют эти силы более.подробно, при этом для упрощения записи компоненту В в последующих выклад ках записывают без подстрочного индекса 2.Выделяют элемент длины д 6 первого проводника, вертикальная компонента поля в зоне этого элемента равна В;, тогда на элемент действует сила Г =Д ВВ,или 15 где В в .среднее значение вертикальной компоненты магнитной индукции вдоль первого провод- ника ГйВ = -, 1 В1,П,на второй проводник дей 20 Аналогично, ствует сила 2 к й Вя(4) 5 где В - среднее з начени е верти кальной компоненты магнитной индукции вдоль второго .проводника.Система проводников находится поддействием равнодействующей силыг=кх-г =э,ве-а в е (5)Изменяя ток Э, можно достичь баланса сил Р 2 -- О. Тогда из .(5) получаем с В, = оВкгде 3 - значение тока во втором проводнике в момент баланса(3 щ сОп 5 с)Из соотношения (б) получаем 40 8 /81 -- лс Л 1 оили в общем случае для 1-го проводни-ка относительно К-гоВ /В, = , Л, (7)Пр длагаемый способ обеспечиваетизмерения относительной величинысреднего значения индукции вдоль осиХ в иточках с шагом Б (п - чис ло проводников в системе; 8 - расстояние между ними) относительносреднего значения индукции вдольК-го проводника Для нахождения абсолютных значений индукции в указан ных точках необходимо произвести измерение силы Г,х, действующей на К-ыйпроводник, через который пропускаютток Дс, и вычислитель Вк.Вк кх с (8) 60 Формула изобретения Способ измерения среднего значе 65 ния индукции постоянного магнитного855565 где Ви В среднее значение индукции вдоль 1-го и К го проводников соответственно;значение эталонного тока в К-ом проводнике ток в 1-ом проводнике в момент баланса сил, действующих на систему проводников.4 81 / с/о1 8 3 Составитель Ф.ТарнопольскаяРедактор Л. Повхан Техред Ж, Кастелевич Корректор Н. Стец Заказ 6900/64 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поля, включающий определение силы,действующей на проводник с током,помещенный в магнитное поле, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, в исследуемоемагнитное поле помещают систему изи параллельных друг другу жестко соединенных прямолинейных проводников,через пару проводников пропускают впротивоположных направлениях постоянные токи, при этом через первый проводник пары пропускают ток неизменной величины, а ток через второй проводник пары регулирует до получениябаланса сил, действующих на системупроводников в направлении степенисвободы, перпендикулярном направлению натяжения проводников, в моментбаланса сил измеряют токи в проводни-.ках и определяют относительную величину среднего значения индукции вобласти расположения 1-го проводника 20из соотношения: 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что через пару проводников пропускают в противоположных направлениях пульсирующие токи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "СЕ 5 АВц Сепйге дейцдеь пцс 1 еа 1- геь де 5 ас 1 ау, 5 1 РЕ/78-01 6 Е 5 АВ НТ 1 е 4 цепчегь, 1978.2. йцс 1 еаг е 1 пьсгцвепг.з апд ИеЬодь, чо 1. 21 (1963) р.р. 17-46.1