Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 584 119) 111) 151)4 С 01 К 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1322208, кл. С 01 К 33/00, 1985.Авторское свидетельство СССР У 789949, кл, С 01 К 33/22, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО МОМЕНТА И КООРДИНАТ ДИПОЛЬ- НОГО ИСТОЧНИКА ПОЛЯ(57) Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения координат индукции и магнитного момента дипол ного источника поля на фоне геомагнитного поля, Цель изобретения - по вышение точности измерений. Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля содержит семь групп взаимоортогональных компонентных магниточувствительных преобразователей1 МЧП) 1, синхронный детектор 2, источник 3 переменного тока, источник4 опорных напряжений, вычислительный блок 5, регистрирующий блок 6.Введение дополнительных групп МЧП исинхронных детекторов, а также размещение шести групп МЧП парами на ортогональных осях прямоугольной системы координат, жестко соединеннойс неподвижным основанием, таким образом что группы МЧП каждой из парсимметричны относительно начала системы координат, в котором расположена седьмая группа МЧП, позволилоповысить точность измерений и расвирить частотный диапазон до границ,определяемых частотой пропусканияМЧП, 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляопределения координат, индукции,магнитного момента дипольного источ 5ника магнитного поля при наличии геомагнитного поля.Цель изобретения - повышение точности измерений.На чертеже представлена функцио+нальная структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит семь группмагниточувствительных образователей,каждая из которых содержит три взаимоортогонапьных компонентных магнито-чувствительных преобразователя(МЧП), ось каждого из которых параллельна осям прямоугольной системыкоординат, связанной жестко с неподвижной опорой . Выходы МЧП с 1 по 21соединены с входами синхронных детекторов (СД) с 22 по 42 соответственно,Входы каждого иэ МЧП 1-21 и коммутационные входы каждого иэ СД 22-42 25соединены с выходом генератора 43 переменного тока, Выходы СД с 22 по 42соединены с соответствующими линиямивходной шины вычислительного блока44, Выход источника 45 опорных напряжений соединен с соответствующей линией входной шины блока 44, выходкоторого соединен с входом блока 46регистрации. Группа МЧП 10-2 размещена в начале укаэанной системы координат. Группы МЧП 1-3 и МЧП 4-6 каки группы МЧП 7-9 и МЧП 13-15, атакже группы МЧП 16-18 и МЧП 19-21размещены парами на соответствующихограничительных осях указанной систе- щиа координат, причем группы каждойиз пар симметричны относительно начапа системы координат.Устройство работает следующимобразом,Каждый из МЧП 1-21 реагирует только на проекцию вектора В индукциимагнитного поля на его измерительнуюось. Магнитное поле в точке измере"ния состоит иэ суммы геомагнитногополя и магнитного поля дипольногоисточника, С выходов каждого из МЧП1-21 через соответствующий ему СД 2242 на вычислительный блок 44 поступают электрические сигналы, пропорционапьные проекциям измеренного векторамагнитного поля В 1-В 21 на измерительные оси МЧП 1-21, С источника 45 опорного напряжения на вычислительныйблок 44 поступают также электрические сигналы, пропорциональные значениям постоянных коэффициентов, в частности ЬЬЬ 1/3Рфа,1ф к ф 4 П ф ф ав в в Зв в -в, 32 А З 2 ЗВ, В,.-В,Я 2 дЭВ В,-ва1о, 2 аВ+ В-В,. ЭВ, В,.-В 1е-3 2 дЭ 21 (1)Для определения вторых производных используются измерения магнитной индукции в трех точках, расположенных на каждой из осей СК, Одна точка измерений находится в начале СК, две другие на каждой оси симметрично друг другу относительно начала координат, При этом испольэуются следующие. соотношения; Вц Вз 3 Вдхг Ьх в,-2 в, +вгЬхЭ В В, -2 В, +В%Зх Дх 3 ВЗю, 21 4.В вычислительном блоке производится определение пространственных производных от проекций вектора магнитной индукции в точке наблюдения, которая является центром прямоугольной системы координат (СК), связанной с жесткой немагнитной неподвижной опорой, путем деления разности значений магнитной индукции, измеренных однокомпонентными МЧП, расположенными на осях указанной СК симметрично друг другу относительно центра СК, на расстояние между преобразователями по соотношениям:Звв -Вг 3 В 4. В-Вща ,с 12 д 2 д х1465841 2а В ВВ+ Во Эг ЛгЭ Въ в 1 2 В о +В 2 о ддг-2 В +В,Ьг УВЗх ЗВах аВ, аВ Эу ду 1 Фа 4 4 П Ргв ав(3) ЗВ,а; 3 В Эх Зв,аув й ЭВ ау Х 3 ВЭг 1 РМ3 4 П Э Эв ах 8 В 2 Зу дв Эг Ва,зх 2- гг ХК ХЕ ва РЬ 1 4 П г 2 УХ ЗУ -гУ ЕВа ЕХ ЕУ Зг -г2 2 Ва,40 2 2ф гдег =х +у. +гх,у, г - координаты дипольногомагнитного источникас началом СК в точкенаблюдения;р 1 ч - абсолютная магнитнаяпроницаемость средыВз; - проекция вектора индукции дипольного магнитного источника в точкенаблюдения на г-ю ось-тЭ-. - частные производныевектора магнитной индукции первого и второгопорядка по координатам(3хф уф г)ф Затем в вычислительном блоке 44осуществляется определение координат х, у, г дипольного магнитного источ- Бника в принятой СК с центром в точке наблюдения (место расположения ИЧП 10-12) по следующим соотношения: Ю; - проекция момента магнит"ного источника на -ю 45 ось СК (х, у, г),Соотношения (3) служат для определения координат, соотношения (2)для определения проекций вектора индукции, а соотношения (3) " для оп О ределения момента дипольного магнитного источника, Соотношения (3) получены дифференцированием по координатам известных соотношений, После нахождения координат в вычислительном 55 блоке осуществляется определение про"екций вектора индукции дипольногоисточника ВЭ, ВЭ, ВЭ по соотношениям (2), а затем магнитного моментадиполя М, И, Мг по соотношениям(3). Сигналы, пропорциональные координатам х, у, х, индукции ВЭ и момента И 3; (1.х, у, г), поступаютсоответственно в регистрирующий блок4 б,Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измеренийпараметров магнитного диполя, в особенности - перемещающегося в пространстве, Частотный диапазон устройства ограничен лишь полосой пропускания МЧП,65841 Формула изобретения Составитель А,СазоновРедактор С.Лисина Техред Л.Олийнык Корректор М.Васильева Заказ 942/47 Тираж 711 Подписное3 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Устройство для определения магнитного момента и координат дипольного источника поля, содержащее четыре группы магниточувствительных преобззователей, входы которых соеди.ены с выходом генератора. переменного тока, шесть синхронных детекторов, коммутационные входы которых соединены с выходом генератора переменного тока, источник опорного напряжения, причем выходы источника опорного напряжения и каждого из синхронных детекторов соединены с соответствующими линиями входной шины вычислительного блока, выход которого соединен с входом блока регистрации, каждаяиз групп магниточувствительных преобразователей содержит три взаимоортогональных компонентных магниточувствительных преобразователя, ось каждого из которых Расположена параллельно осям прямоугольной системы координат, связанной жестко с неподвижнойопорой, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополнительнотри группы магниточувствительныхпреобразователей, входы которых соединены с выходом генератора переменного тока и выходами шестнадцатидополнительных синхронных детекторов,выходы которых соединены с соответствующими линиями входной шины вычислительного блока, вход каждого изсинхронных детекторов, с первого подвадцать первый, соединен с выходомсоответствующего компонентного магниточувствительного преобразователя, 25 причем одна группа магниточувствительных преобразователей установленана жесткой опоре в начале прямоугольной системы координат, на каждой изосей которой, установлены пары магниточувствительных преобразователейсимметрично относительно ее начала,