Способ измерения напряженности и направления магнитного поля и устройство для его осуществления

(5)М. Кл. С 01 й 33/02 с присоединением заявки стев РВудеретебшый кемитет СССР пю делам изебретений и открытииОнублнковано 30. 03.82, Бюллетень яе 12 Дата ояублнкования ояисания 30,03.82 72) . Авторы изобретени М. М. Анисимов С. Л есоюзный заочный машиностро ельный йнститд(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ И НАПРАВЛЕН МАГНИТНОГО ПОЛЯние относится к магнитни может использоватьсяизмерительной технике,ктике научных иссле ова обре ения эике в и носвклюкрепкимзан положеление л измер м в геофи а также ра д ний.Известен способ измерения напряженти и направления магнитного поля,чающий вращающуюся катушку, заленную в системе двух колец таобразом, что ось катушки можетять в пространстве любое положение Измеряя ЭДС катушки при различных еениях, можно определить направвектора индукции магнитного поя 11 .Недостатком данного способа явля- . ется наличие сложных механических узлов.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряженности и направления магнитного поля, включающий заполнение кюветы суспензией несферических магнитных частиц, помещение ее в исследуемое магнитное поле и измерение в трех взаимно перпендикулярных направлениях диэлектрической проницаемости суспензии. По величине диэлектрической проницаемости можно судить о напряженности и направлении магнитного поля (21 .Недостатками известного способа являются .сложность приготовления подобной суспенэии, низкая точность измерения проницаемости, а, следователь" но, напряженности и направления магнитного поля. Сравнительно небольшие магнитные поля вызывают движение магнитных частиц, что также приводит к увеличению погрешности измерения.Цель изобретения - повышение точ". ности измерения.Указанная цель достигается тем, что в способе измерения напряженности и направления магнитного поля, вклю- , чающем воздействие магнитного поля на ячейку с магнитоактивной средой, определение контролируемого параметра в трех взаимно перпендикулярных3 91714направлениях, возбуждают ультразвуковые автоколебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях ячейки иопределяют их частоту,При этом устройство для осуществления способа, содержащее ячейку смагнитоактивной средой, снабженотремя приемными и тремя излучающимипьезопреобраэователями в виде .трехвзаимно перпендикулярных акустичес-, 1 Оких каналов, тремя усилителями, входы которых соединены с приемнымипьеэопреобразователями, а выходыусилителей соединены с излучающимипьезопреобразователями, а в качест.- 1ве магнитоактивной среды используется жидкокристаллическое вещество,На чертеже изображено устройство,позволяющее реализовать данный способ,20Устройство содержит ячейку 1, снабженную 6-ю пьезопреобразователями2-7, заполненную жидким кристаллом 8.Приемные пьезопреобраэователи 2-4соединены со входами, а излучающиепьезопреобразователи 5, 6, 7 - с выходами трех усилителей 9-11, образуятри взаимно перпендикулярных акустических канала, в которых возникаютультразвуковые колебания, частоты Зфкоторых пропорциональны соотбетствующим проекциям напряженности магнитного поля. Сущность способа заключается в И том, что в замкнутой системе, состоящей из усилителя и цепи положительной обратной связи, включающей при" емный и излучающий пьезопреобразователи и жидкий кристалл, находящийся в измеряемом магнитном поле, возникают автоколебания, частота которых определяется скоростью распространения ультразвука в жидком кристалле.При изменении напряженности или направления магнитного поля происходит изменение скорости распространения ультразвука, вызываемое переориента" цией директора, что приводит к изменению частоты автоколебаний, которую 5 ф можно определить с большой точностью. Измеряя частоту автоколебаний, возбуждаемых в трех взаимно перпендикулярных направлениях, можно определить напряженность и направление магнит- Я ного поля. Имея результаты измерений трех проекций напряженности Д, Н, Н можно определить модуль 1 Н 7 4ОЦ "Б У,"., ,р,.ляюцие косинусы вектора ЙннСов = - ; Соя 8 =- 1 ю И 1/НгСов К(Взная которые можно определить ориентацию ячейки относительно направления магнитного поля, Ячейка, изготов" ленная из немагнитной нержавеющей стали Х 17 Н 13 И 2 Т с внутренними размерами 3 х 3 х 3 см, снабжена вестью пьезопреобразователями диаметром 2 см, резонансной частотой 3 ИГц, изготовленными из ЦТСи соединен" ными с тремя транзисторными усилите-. лями. Ячейка заполняется жидким кристаллом МББА. Измерение частоты автоколебаний производится частотомерами ЧЗс погрешностью 10, Погрешность измерения направления магнитного поля составляет 3 .Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений напряженности и направления магнитного поля, расширить пределы измерений в область более сильных полей, упростить устройст- во для реализации, предлагаемого способа, отказавшись от приготовления суспензии и используя широко распро-. страненные жидкие кристаллы.Формула изобретения1. Способ измерения напряженностии направления магнитного поля, включааНий воздействие магнитного поля наячейку с магнитоактивной средой, определение. контролируемого параметрав трех взаимно перпендикулярных направлениях, о т л и ч. а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,возбуждают ультразвуковые автоколебания в трех взаимно перпендикулярныхнаправлениях ячейки и определяют ихчастоту,2. Устройство для осуществленияспособа по и, 1, содержащее ячейкус магнитоактивной средой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено тремя приемными и тремя излучающими пьезопреобразователями в видетрех взаимно. перпендикулярных акустических каналов, тремя усилителями,входы которых соединены с приемнымипьезопреобразователями, а выходыедактор Н. Ковалева к Тираж 719 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д..магнитоактивной среды используетсяжидкокристаллическое вещество.Источники инФормации,принятые .во внимание при экспертизе 7147 6.1. Афанасьев И. А. и др. Иагнито-.метрические преобразователи, приборыустановки. Л., "Энергия", 1972,с. 212.з 2. Авторское свидетельство СССРй 531109, кл. С 01 К 33/02, 1975.