Мера магнитной индукции

(22) Заявлено 180780 (21) 2963295/18-21 51 М.Кп. з с присоединением заявки Мо С 01 Н 33/02 Государственный комитет. ссср по делам изобретений и открытийС.А.Спектор Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина(54) МЕРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 10 Изобретение относится к магнитным измерениям и может найти применение в качестве меры магнитной индукции, в частности при измерении маг нитной индукции слабых магнитных полей, при изучении геомагнитного поля, магнитной разведке и т.п.Известна мера магнитной индукции, в которой улучшение однородности магнитного поля достигается применением многоконтурных систем с определенными оптимальными соотношениями между параметрами обмоток и дополнительных корректирующих обмоток )11 . Однако точность меры недостаточно высока нэ-за неизбежных погрешностей изготовления, влияние которыхзначительно,20Известна также мера магнитной индукции, содержащая соленоид, размещенный на прецезионном кварцевом каркасе 2),Точность изготовления известноймеры магнитной индукции высока, норабочий объем, в котором существуетоднородное магнитное поле, недостаточно.Цель изобретения - повышение точ"ности и увеличение рабочего объема. Цель достигается тем, что вмеремагнитной индукции, содержащей соле-.ноид, последний выполнен в виде электропроводящей трубы с переменнойтолщиной стенки.Электропроводящая труба образована двумя непересекающимися эксцентрично расположенными круглыми цилиндрическими поверхностями, оси симметрии которых взаимно параллельны.Электропроводящая труба выполненав виде двух последовательно соединенных изолированных цилиндров, образованных двумя пересекающимися цилиндрическими поверхностями одинаковогодиаметра, оси .симметрии которыхвзаимно параллельны.Кроме того, электропроводящая тру"ба выполнена из сплава двух металлов,суммарная магнитная восиФиимчввостькоторого равна магнитной восприимчивости воздуха, например из сплава меди и алюмиаия в объемном еоотношении 2:1,Длина элекюропроводящей трубы рав.на пяти диаметрам наибольшей из образующих ее цилиндрических поверхностей.На фиг.1 показана мера магнитнойиндукции, общий вид и сечение; нафиг2 - мера магнитной индукции сбифилярным соленоидом, вариант, общий вид и сечение.Мера магнитной индукции содержитразностенную электропроводящую трубу 1, образованную двумя непересекающимися, эксцентрично расположеннымипрямыми круглыми цилиндрическими поверхностями 2 и 3 с параллельнымиосями (фиг.1). Сечение трубы 1 имеетформу эксцентричного кольца с наружным Р и внутренним Р 2 диаметрами.Устройство бифилярного соленоида(фиг.2) состоит из двух деталей ипредставляет собой разностенную трубу, стенки которой образованы дву" 15мя пересекаюцимися параллельнымиэксцентричными цилиндрическими поверхностями одинакового диаметра 4 и б.Сечение трубы при этом имеет Формудвухугольника Полученные при этом 20полуцилиндры изолированы прокладками 5 и 7,Мера магнитной индукции работаетследующим образом,Ерли через трубу 1 .(соленоид)пропускать постоянный ток (, то во внутреннем объме трубы 1 создается однородное магнитное поле, индукция которого во всех точках определяетсявыражением30Ь:26 Р,Щ., -Ц = 1, (1) где Ь - расстояние между осями цилиндров, образующих наруж" ную и внутреннюю стенки трубы.При этом вектор магнитной индукции во всех точках магнитного поля внутри трубы 1 направлен перпендикулярно плоскости, проходяцей через40 оеи наружного и внутреннего цилиндров образующих трубу 1. Как видно, раачетная постоянная соленоида К определяется только геометрическими размерами сечений трубы 1 (Р, Р и 45 Ь) в средней части ее длины и маг нитной постоянной щ Если длина трубы.1 (соленоида) Ь в пять раз больше диаметра Р.1, то неравномерное распределение тока на концах трубы 1 (в 50 месте расположения выводов) не оказывает влияние на однородность магнитного поля в среднем участке ее длины.55В мере магнитной индукции, показанной на Фиг.2, через левую 4 и пра вую 6 стенки трубы (соленоида) проходят одинаковые по значению, но противоположные по направлению токи60 плюс +1 и минус -1. Предполагается, что левая и правая чети трубы (соленоида) разделены теакими изоляционными прокладками 5 а 7,.то внутри трубы создается одноуедное магнитное поле, индукция которого во всехточках поля определяется выражением26 сИт-огсздОх ИЧ(1,(2) где Р - диаметр цилиндров,Ь - расстояние между осями цилиндров.Вектор магнитной индукции во всехточках внутри соленоида имеет одно ито же. значение и направлен перпендикулярно плоскости, проходящей через оси цилиндрических поверхностей.По сравнению с соленоидом по фиг.1бифилярный соленоид имеет преимущество, заключающееся в том, что при оди"наковых габаритах бифилярный соленоидимеет в два раза большую чувствительность.Из выражений (1) и (2) следует,что магнитная проницаемость материала, образующего стенки соленоида,равна магнитной проницаемости возду"ха и плотность тока одинакова по всему сечению стенок. Первое условиелегко выполняется, если в качествепроводящего материала испольэоватьсплав меди и алюминия в объемном соотношении 2:1, поскольку диамагнетизм меди в таком сплаве компенсируется парамагнетизмом алюминия.Второе условие с погрешностью 10выполняется, если длина соленоида Ь .выбирается в пять раз больше диаметра цилиндрической поверхности 1, об"разующей наружную стенку, т.е. Ь 5 РИспользование изобретения позволяет получить суцественный техникоэкономический эффект, Предлагаемыемеры магнитной индукции проще поконструкции и могут быть выполненыс большей точностью, чем известныемеры магнитной индукции. Наряду сэтим объем однородного магнитногополя больше чем в известных мерахпри одинаковых габаритах. Формула изобретения 1. Мера магнитной индукции, содержацая соленоид, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности и увеличения рабочего объема, соленоид выполнен в виде электропроводящей трубы с переменной толщиной стенки,2 Мера по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что электропроводяцая труба выполнена в виде двух непересекающихся, эксцентрично расположенных круглых цилиндрических поверхностей, оси симметрии которых взаимно параллельны.3. Мера по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что электропроводящая труба выполнена в виде двух пос,СМ.Недолуженко Т ак 1/49 Тираж 719ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. одписн каз 4/5 илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ледовательно соединенных идентичных изолированных полуцилиндров, образованных двумя пересекающимися цилинд" рическими поверхностями одинакового диаметра, оси симметрии которых взаимно параллельны. 4. Мера по п,1, о т л и ч а ю -. щ а я с я тем,.что электропроводящая труба выполнена из сплава двух металлов, суммарная магнитная воспри имчивость которого равна магнитной восприимчивости воздуха. 5. Мера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что длина электропроводящей трубы равна пяти диаметрамнаибольшей из образующих ее цилиндрических поверхностей.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 141840, кл. С 01 В 33/02, 1961,2. Ю.В.Афанасьев, Н.В.Студенцов 1 О и др. "Средства измерений Параметров магнитных полейф, фЭнергияф,1979 г., с. 277. вожиловКорректорГ. Огар