Способ определения компонент вектора магнитной индукции

Союз СоветсиикСоцнапистичесникРеспубяин ОП ИСАКИИ ТОМСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Авторизобретения едно) Заявитель деление Инс спростране нинградское ионосферы и(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТ ВЕКТОР МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИмагнитоменентных с злич 1но.метьяет Изобретение относится к трии, точнее к методам компоизмерений магнитного поля.Известен способ для определения компонент вектора магнитной индукции (ВИИ), включающий преобразование измеряемого магнитного поля наложением дополнительного поля (полей) заданной ориентации, компенсирующих поочердно неизмеряемые компоненты. С помощью этого способа можно определить компоненты либо последовательно, уста" новив в одной точке магниточувствительный преобразователь (ИП ) с неколькими колечными системами ра ной ориентации, либо одновремен В последнем случае необходимо и ряд ИП, каждый из которых измер определенную компоненту 1,1 1,Известный способ, при использовании его на движущихся носителях, имеющих собственное магнитное поле, дает значительные погрешности в измерении компонент. Это происходит иэ"за д ф тута земного егматйбиэ, я радиоволн АН СССР измерения каждой компоненты в разныхточках траектории носителя и при различной ориентации носителя относитель" но направления геомагнитного поля,Известен другой способ определения компонент вектора магнитнои индукции, использующий преобразующую измеряемое поле оболочку, включающий линейное преобразование измеряемого поля по трем взаимно перпендикулярным направ" лениям с коэффициентом преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентацию пре" образователя, определение величины модуля вектора магнитной индукции преобразованного поля и определение углов между направлением вектора маг" нитной индукции и направлениями определяемых компонент 21.Однако точность определения компонент зависит от точности знания коэффициентов преобразования линейно преобразованного поля, величины которых зависят от магнитной прони 3 935836 4 цаемости материала, из которого сде- Расстояние, на котором устанавлилан преобразователь (эллипсоидальная вают МП 3-5 определяется степенью оболочка), осуществляющий линейное неоднородностисобственного поля преобразование измеряемого поля. Из- преобразователя 1, типом преобразовестно, что магнитная проницаемость 5 вателя 1 и ориентацией направления изменяется при изменении магнитного ВМИ измеряемого поля относительно поля, что изменяет величины этих коэф. направления определяемой компоненты фициентов, обычно определяемые зара- (КЭ),нее и почти всегда в полях, отлича" После этого измеряют отношения ющихся от измеряемых, что снижает 1 О коэффициентов экранирования и преобточность определения компонент ВМИ. разования (КП) в точках установки МП .Цель изобретения - повышение точ- Для этого компенсируют все составляности ющие суммарного магнитного поля кроПоставленная цель достигается тем, ме направления, вдоль которого опречто согласно способу определения ком деляются КЭ и КП. Это можно осущестпонент вектора магнитной индукции, вить, например, с помощью колечной заключающемуся в линейном преобра" системы (не показано), Затем измерязовании измеряемого поля по трем ют величины полей внутри и снаружи взаимно перпендикулярным направлени" преобразователя 1 для двух известных ям с коэффициентом преобразования, а величин измеряемого магнитного поля из которых хотя бы один по величине (оно задается с помощью колечной сине равен двум другим, ориентации стемы). По результатам измерений выпреобразователя и определении величи- числяют нужные отношения коэффициенны модуля вектора преобразованного тов, После проведения этих операций доля, после ориентации преобразовате" г 5 устройство готово к работе. ля определяют отношение коэффициен- Для определения компонент ВМИ. тов экранирования и преобразования внешних магнитных полей определяют в точках, расположенных на направле- величину линейно преобразованного. ниях, совпадающих с направлениями поля и три величины суммарного магкомпонент вектора магнитной индук ф нитного поля, По результатам этих ции, а затем определяют суммарную измерений и знанию отношений коэффивеличину измеряемого магнитного поля циентов экранирования и преобразоваи собственного магнитного поля пре-ния рассчитывают компоненты ВМИ. обраэователя в одноименных точках. Рассмотрим частный случай.Способ реализуется с помощью В качестве преобразователя 1 исустройства, показанного на чертеже. пользуется шаровая оболочка (ШО).Устройство содержит эллипсоидаль- При этом выбор компонент, которые неную оболочку (ЭО) - преобразователь 1, обходимо измерить, .осуществляется магниточувствительные преобразовате- путем выбора точек измерения суммар" ли (МП) 2, 3, 4 и 5, причем Х, У 2 - .ного поля: направление определяемой координатные оси, совпадающие с выб- компоненты совпадает с линией, соедиранными направлениями определения няющей точку измерения суммарного компонент вектора магнитной индукции поля и центр ШО. и с полуосями преобразователя 11. В этом случаеСпособ осуществляется следующим П П П образом.Помещаем преобразователь 1 в одно 2 ЪПоля измеряемйе преобразователямина осях Х У 2 соответственно равныполучить линейно преобразованное по 2 (1 Прф + (1-П)фу+ (1-ПЕ ле внутри его, а также сформировать хсуммарное магнитное поле снаружи обо- Т" = (1-П)Х + (1-П 6) У + (1-Плочки. В дальнейшем для построения(1 П+ (1 П)Уф+ (1-ПО 2 системы координат ориентируют преобразователь 1 таким образом, чтобыП, 9 - эффи иенты зависящие его полуоси совпали с направлениями55измеряемых компонент. Затем на пред- полнения преобразователя 1; ложении его полуосей устанавливаюттри дополнительных МП: МП 3 , МП 4Х,У,2 - компоненты измеряемого и МП 5поля.5 935836 6 Поле внутри преобразователя 1 равно Кроме того, возможность одновреТ:(1 В) Х,( В,) ф+(1 р)2, енно определять модуль и компонентыВМИ в выбранной системе координат где В - коэффициент экранирования.исключает необходимость использовать Можно написать систему уравнений3 системы слежения за направлением гео- Т,=т -х -т -Ц;а а 2.магнитного меридиана и направлениемВМИ. Это одновременно снижает сто" Т) фТ(4 ф)К+(4/сф)Ду) р; имость компонентного преобразователя Т Т +ффЯХ ф/ф) +дЯ 2; и повышает точность измерений, т тф+(Ф) Х +ОйФ)АИИ)Ъ формула изобретения вг в в,.где с= пег . пеУ и ф В- ф = (в"2) в. П"2 Из этой системы определяем Т ,Хг., а%Х =А; У=В, 2= С;х" , .Иэ их уравнений определяем Х, У, 2г А+В+С ф " А+В+С ф Е =Т С А+В+СНИИПИ Заказ Й 202ираж 717 Подписное Филиал ППП фПатентф,г. Ужгород, ул. Проектная Таким образом, определяется модуль и компоненты ВМИ измеряемого поля.Использование предложенного техни- зв ческого решения позволяет повысить точность определения компонент ВИИ на движущихся носителях, имеющих собственное магнитное поле. По сравнению с известными способами, точность определения компонент, практически не зависит от величин магнитной проницаемости материала, иэ которого изготовлен преобразователь 1. Достаточно один раэ, желательно в обсерватории, определить отношения коэффициентов экранирования и преобразования, а затем использовать их для вычисления компонент ВМИ. Способ определения компонент вектора магнитной индукции, заключающийся в линейном преобразовании измеря" емого поля по трем взаимно перпендикулярным направлениям с коэффициента" ми преобразования, из которых хотя бы один по величине не равен двум другим, ориентации преобразователя и определении величины модуля вектора преобразованного поля; о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, после ориент щии преобразователя определяют отношение -коэффициентов экранирования и преобразования в точках, расположенных на направлениях, совпадающих с направлениями компонент вектора магнит" ной индукции, а затем определяют суммарную величину измеряемого магнитного поля и собственного магнитного поля преобразователя в одноименных точках.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Афанастьев В, В;, Студенцов И.В., Целкин А. П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. "Энергия", 1972, с. 214-215,2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2627825/18-21, кл. С 01 В 33/02, 15 06.78.