Трехкомпонентная мера магнитной индукции

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Ленинградский институт водного транспорта(56) Ав во СССР У 54112 1975.Авто СССР У 92827 1980.4) ТР МАГНИТНОЙУКЦИИ7) Изобретение относится к измерению магнитных полей и может использоваться для создания высокооднородного магнитного поля, а также измерения момента источника переменного магнитного поля. Цель изобретения увеличение полезного рабочего объема и повышение степени однородности магнитного поля при обеспечении доО.Дитман, В.И.Мигачумов и С.И.Филатов 1.317.44(088.8) торское свидетельст 8, кл. С 01 К 33/02 рское свидетельство 2, кл. С 01 К,ЗЗ/02 ЕХКОМПОНЕНТНАЯ МЕРА ЯО 1226368 ступа внутрь рабочего объема.Устройство состоит из трех аналогичных электрически независимых подсистем Х, У иЕ, которые создают в одном рабочемобъеме однородные магнитные поляс взаимно ортогональными направлениями векторов индукции. Каждаяподсистема состоит из пяти последо-.вательно соединенных соленоидов 1-5в форме параллелепипедов. Каждыйсоленоид состоит из отдельных катушек 6, расположенных на равных расстояниях в параллельных плоскостяхв пределах каждого соленоида. Жгутывитков соленоидов уложены на ребрахграней. Для компенсации их магнитных полей по жгутам пропускают равные токи в противоположных направле"киях, Принцип выполнения и формаобмоток каждого соленоида, а такжеих взаимодействие поясняется на чер"тежах, прилагаемых к описанию изобретения. 4 ил.Изобретение относится к измерению магнитных полей и может быть использовано как для создания высокооднородного магнитногополя, так и для измерения момента источника переменного магнитного поля.Цель изобретения - увеличение полезного рабочего объема и повыше ние степени однородности магнитного поля при обеспечении доступа внутрь 1 О рабочего объема.На фиг. 1 изображена конструкция обмотки устройства для создания одной составляющей магнитной индукции; на фиг. 2 - принцип выполнения обмоток соленоида; на фиг. 3 а, б и в П-образные обмотки соленоидов трех подсистем Х, У и 7, в собранном виде для трех взаимно ортогональных составляющих магнитного поля Х, У и Х , щ (одна грань показана в приоткрытом положении; обмотки разнесены пространственно во .избежание загромождения чертежа, на самом деле они совмещены и охватывают один и тот же объем);25 на фиг. 4 - схема обмоток одной панели трехкомпонентной системы (обмотки также разнесены пространственно во избежание загромождения чертежа, они уложены все на одной панели; в катушках условно показано только по одному витку).Устройство состоит из трех аналогичных электрически независимых подсистем Х, У и Е. При подключении 35 их по очереди к источнику тока они создают в одном (рабочем) объеме однородные магнитные поля с взаимно ортогональными направлениями векторов индукции. Каждая подсистема состоит из пяти последовательно соединенных соленоидов 1-5 в форме параллелепипедов. Каждый соленоид состоит из отдельных катушек 6, расположенных на равных расстояних в параллель- ф" ных.плоскостях в пределах каждого соленоида. Соленоид 1, имеющий наибольший объем, охватывает рабочую зону системы. Число катушек на нем выбирается из условия влияниядискретности их расположения на однородность поля в рабочей зоне, Соленоиды 2-5 имеют меньший, чем у соленоида 1, объем за счет уменьшения их толщины, ширина остается такой же. Они выпол- Ы няют роль замыкающих магнитопроводов для магнитного потока соленоида 1. Катушки 6 соленоидов 2-5 расположены с равным шагом. При этом шаг должен быть кратен шагу соленоида 1. Для соленоидов 3 и 5 с однородной обмоткой все катушки имеют одинаковое число витков, которое рассчитывается по формулеЬ,ъ и Ь Ч пгде Ь - толщина соленоида 1;Ь, - толщина соленоидов 2-5;)ъ, - число витков в катушке соленоида 1;ы, - число витков в катушке соленоидов 3 и 5;и, - число катушек на метр длинысоленоидаи., - число катушек на метр длинысоленоидов 2-5.На соленоидах 2 и 4 с неоднородной обмоткой катушки располагаются с таким же шагом, но число витков на них равномерно убывает от крайних катушек к центральной, причем число витков в катушках на краях соленоидов должно равняться числу витков на соленоидах 3 и 5, а на центральной катушке витков нет. Толщины соленоидов 2-5 выбираются малые, в пределах 004-0,07 от толщины соленоида 1. С целью дополнительного выравнивания поля число витков на крайних катушках соленоидов 2-5 удваивается по отношению к рассчетному. Таким образом, рабочий объем окружен тремя обмотками соленоидов 1 с взаимно ортогонапьными осями и доступ вовнутр:ь системы практически невозможен,С целью обеспечения доступа в рабочую зону системы без разрыва витков, обмотки соленоидов 2-5 выполняются обычными цилиндрическими, а обмотки соленоидов 1 всех подсистем выполняются П-образными (фиг. 2), т,е, каждый проводник витка катушек соленоида 1 не переходит непосредственно на смежную грань параллелепипеда рабочего объема, а поворачивает вдоль ребра грани и возвращается на свое направление уже вдоль ребра соседней грани. Вдоль ребер выводы витков образуют жгуты. Аналогично выполняются обмотки соленоидов 1 других подсистем. Жгуты укладываются по ребрам граней с выходом на подключение в углу (фиг, 3 а., Б и 6 ), поэтому грань параллелепипеда имеет возможность открываться без разрыва витков, что обеспечивает доступ всистему. В связи с этим появляется дополнительная воэможность уложить витки соленоидов 1 на те же каркасы, что и соленоидов 2-5. Таким образом, конструктивно всю трехкомпонентную5 систему можно выполнить в виде шести одинаковых панелей, Обмотки соленоидов 1 (фиг. 4) соединены последовательно с обмотками соответствующих соленоидов 2-5 в каждой подсистеме,конец иначало выведенына клеммы питания,Устройство работает следующим образом.При подключении какой-либо иэподсистем под постоянное или пере 1 менное напряжение в обмотке появляется соответствующий ток, который создает внутри объема соленоида 1магнитное поле. Если панели все состыкованы вместе, то жгуты выводоввитков соленоида 1, уложенные наребрах граней, собственного поля неимеют, это объясняется тем, что навсех ребрах проходят рядом по дважгута с противоположными, равными токами, и, следовательно, магнитныеполя жгутов оказываются взаимноскомпенсированными. Остаточное полежгутов весьма незначительно по сравнению с полем первого соленоида.30При открывании панели однородностьмагнитного поля нарушается. Например,устройство изготовлено в виде кубаи толщина соленоидов 2-5 по отношению к соленоиду 1 составляет 5 Е,число катушек на соленоиде 1 состав- З 5ляет 1 Ошт., ана соленоидах 2-5 -по 20 шт. формулаизобретения Трахкомпонентная мера магнитной индукции, содержащая взаимно ортогональные обмотки. с общим центром симметрии и выполненные в виде соосных секций, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения полезного рабочего объема и повышения степениоднородности магнитного поля при обеспечении доступа внутрь рабочего объема, она выполнена иэ шести идентичных панелей, на каждой из которых расположено по четыре обмотки, две иэ которых плоские П-образные уложенные взаимно перпендикулярно на внутренней грани панели, и две цилиндрические, охватывающие панель и уложенные также взаимно перпендикулярно, причем, П-обраэные обмотки смежных панелей соединяются между собой последовательно по четыре, образуя три соленоида со взаимно перпендикулярными осями, а каждый из этих соленоидов соединяется также последовательно с четырьмя соответствующими цилиндрическими обмотками, две из которых однородные и две не- однородные, причем все обмотки образуют при подключении их к источнику питания три отдельные системы с взаимно перпендикулярными магнитными потоками, а выводы обмоток каждой панели объединены в жгуты, проложенные вдоль ребер панелей с выходами на подкючение в ее углах.:оставитель Л,Усти .ехред И,Попович орректор Л.Патай Подписид ю Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Редактор Н.ЯцоЗаказ 2127/44 Тира ВНИИПИ Государстве по делам изобр 113035, Москва, Ж ного комитета С тений и открыти 5, Раущская наб