Датчик магнитного поля

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУво делан изобретений и открытий(54) ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ Изобретение относится к технике измерения переменных и импульсных магнитных полей, предназначено для одновременного измерения в одной точке пространства трех составляющих вектора магнитного поля и самого вектора в системе декартовых координат и может быть использовано в технике сильных магнитных полей, ядерной физике и геофизике.1 ОИзвестен высокочастотный электромагнитный микрозонд, содержащий три катушки индуктивности, в котором одновременное измерение трех взаимно перпендикулярных составляющих векто -15 ра магнитного поля обеспечивается за счет того, что катушки намотаны на общей подложке в трех взаимно перпендикулярных плоскостях 1,Недостатком данного зонда является наличие сильных помех при измерении переменных и импульсных магиитных полей, вследствие действия сопутствующего электрического поля ( неэкранированные катушки зонда являются антеннами с определенной действующей высотой).Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является устройство, содержащее две пары чувствительных элементов, расположенных на сфере попарно-ортогонально и соединенных попарно-встречно2Недостаток устройства заключается в его невысокой точности,Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в датчике магнитного поля, содержащем 2 П идентичных чувствительных элемейтов, расположенных попарно-ортогонально, одни концы чувствительных элементов соединены попарно-встречено, а вторые концы соединены друг с другом в центре симметрии датчика.На чертеже представлена схема датчика.89835Датчик имеет три пары чувствительных элементов 1-1, 1-2, 1-3, 1-4,1-5, 1-6 в виде плоских спиральныхкатушек индуктивности, намотанныхвстречно друг другу и шунтированныхрезисторами 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5,2-6 величиной К(ЮЬ где (у - частотаизмеряемого поля, Ьиндуктивностькатушки, Катушки имеют одинаковоеколичество витков, одинаковые геомет Орические размеры и закреплены на шаре3 из изоляционного материала симметрично относительно плоскостей декартовой системы координат, Все катушкиэлектрически соединены одноименными 15выводами непосредственно друг с другом в центре симметрии (начало координат) .Потенциальными выводами катушкипопарно подключены к дифференциальным 20измерительным приборам 4-1, 4-2, 4-3,а от них к сумматору 5,Датчик работает следующим образом.При воздействии переменного или имПульсного магнитного поля в каждой 25паре катушек 1 в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея индуцируются положительные и отрицательные импульсы напряжения, пропорциональные напряженности той состав- ЗОляющей вектора магнитного поля, которая пронизывает данную пару катушекв осевом направлении. Импульсы напряжения с катушек подаются на дифференцижп.,. ье измерительные приборы 4 исумматор 5, где полезный сигнал окончательно отфильтровывается от синфазных электрических помех и определяются значение вектора магнитного поля иего направление. Шунтирование катушек 1 Орезистора;иобеспечивает независимость чувствительности датчика от частоты измеряемого поля.Регистраторы выходных импульсов сдатчика - дифференциальные измеритель 45ные приборы 4 и сумматор 5 можно кон-,структивно совместить с датчиком ивыполнить в виде запоминающего устройства или электрооптического преобдраэователя с передачей информации отдат.ика к сумматору по световодам (непоказано) . 1 4Сопутствующее электрическое поле, направленное например, по оси 2, действует только на катушки, расположенные на этой же оси и имеющие в направлении поля минимальную высоту. Остальные катушки попадают в экранируемую верхней и нижней катушками зону, Условия взаимной экранировки катушек и их малой действующей высоты соблюдаются и при любом другом направлении электрического поля, в чем нетрудно убедиться, разложив вектор Е на составляющие.Кроме того, несмотря на разнесение катушек на некоторое расстояние ,1 от центра датчика, при выполнении условия Ь Х, где 3. - длина волны измеряемого магнитного поля, датчик дает близкую апроксимацию точечному измерению, и составляющие вектора Н в центре датчика с погрешностью не более 17. равны полусумме значений составляющих магнитного поля, измеряемых каждой парой катушек на осях Х, У, 2 вокруг центра датчика.Опытная проверка на построенной аналогично описанию модели из двух катушек индуктивности в сильном элект ромагнитном поле показала, что фон от действия электрической составляющей напряженностью до 100 кВ/м не превышает 8 Е полезного сигнала.Формула изобретенияДатчик магнитного поля, содержащий 2 п идентичных чувствительных элементов, расположенных попарно-оргогонально, одни концы чувствительных элементов соединены попарно-встречно, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, вторые концы чувствительных элементов соединены друг с другом в центре симметрии дат,чика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,.Авторское свидетельство СССР250293, кл. С 01 К 29/08, 1967.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2530212, кл, С 01 К 33/02,977.898351 Составитель Ф, ТарнопольскаяВеселовская Техред М.Рейвес КорректорО. Бил едактор Тираж 718 Подписноеного комитета СССР каз 11942/6 лиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектн ВНИИПИ Государстве по делам изобре3035, Москва, Ж,ении и открытииРаушская наб д .