Способ измерения параметров электромагнитного поля

(51)4 С 0 К 29 3 ИЫИЭЦлТ, -.ъ1-, ,сгл ПИСАН ИЗОБРЕ ЕНИ ВИДЕТЕПЬСТВ ТОРС институт ьство СССР 9/08, 1985. Справочник техники,122-126.Изобрезмерител о э тение относитьной техникемерения некто едназначеричесеков эл яющих о для и тнои сост кои и маг тромагнит оля в широком част ног ки осями цилиндри зоне.зобретения мерений мгнон остей электри ном диан ски торцам цилиндрич положены анодные например, из цен или полупроводни двух пар периФер шин 4 и 5, В зо линдрических выс точ- ченийонышени 1 ель и ности изнапряженн енных зн ческой и г ов нт поля нитнои компо На чертежреализующее иных в прин едепособ из упо рон электричес чяющих элек гроУстройство, измерения параного ноля нклю электронно-вак мя цилиндричес магнитного поля реализующее спометров электромчает герметизиуумный баллон каютс агнитмыми цилиндрическ угламиПерв провод 6 сос ких стержней лельна оси о рован ый 1 с трес. и ими выступами,трехпрах и коо ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское снидетелР 1308946, кп, С 01 К 2Гершунский Б,С. и дрпо основам электроннойКиевский ун-т, 1972, с. мерения вектокой и магнитной соста, которых на нлены ндоль ранственнь рямоугольны(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к электро измерениям, ель изобретения - повышение точности измерений мгновенных значений напряженностей электрическо и магнитной компонент поля. Сущность данного способа состонт в измерении всех шести составляющих электромагнитного поля Нхф Н 1 ф Нтф Екф Е Мф Е 2 ф что повышает точность измерения мгно венных значений его напряженностей,ил. динат (х, у, я). В месте пересеченияосей цилиндрических выступов расположена электронная пушка 2 с катодоми тремя ускоряющими и фокусирующимиустройствами, оси которых совпадают х выступов, Повыступов рас-.и, состоящие,ой резистивнопластины 3 итокосьемныхждого иэ ци;устанонлено два отклоняющих магнитопровода 6 и7, средние силовые линии которых пеосью соответствующего го выступа под пря й отклоняющий магнито оит из двух цилиндричось которых 8 паралного из двух других40 пшиндрических выступов. Второй отк.поняющий магнитопронод 7 выполненв виде двухполюсного С-образноготороида, касательная 9 к средней силовой линии 10 которого, лежащая вее плоскости и проходящая черезточки ее пересечения с осью данногоцилиндрического выступа, перпендикулярна оси первого отклоняющегомагнитопровода 6, Катод электроннойпушки 2 подключен к отрицательномузажиму стабилизированного источникапостоянного тока 1, а токосъемныешины через балластные резисторы 12и 13 подключены к положительному зажиму того же источника. Каждая изпар протинорасположенных токосъемных 4 и 5 шин через соответствующийнелинейный элемент 14 и усилитель 2015 подключена к устройству индикации 16, причем цепь подключения трехтокосъемньм шин, которые параллельнывышеописанной касательной, на входеустройстна индикации 16 содержит 25интегрирующее звено 17, цепь обнуления которого и цепь управления индикаторного устройства подключены кблоку управления 18, Тороидальныйотклоняющий магнитопровод расположен 30внутри съемного электропроводногоэкрана 19, имеющего форму полудисковой коробки 1 на чертеже показан вснятом положении),Для упрощения изображения позиции6, 7, 12, 13, 14, 15, 17, 19 показаны на чертеже лишь прим"вительно кодному из цилиндрических выступовгерметизированного баллона 1. Предполагается, что число указанныхэлементов и соотственно число входовэлемента 16 и выходов элемента 18утроено по сравнению с чертежом,Способ измерения параметров электромагнитного поля, реализуетсяследующим образом, Герметизированныйбаллон 1 помещают в исследуемуЫобласть электромагнитного поля с произвольными направлениями осей цилиндрических выступов, при этом элек 50тропроводные экраны 19 надеты натороидапьные отклоняющие магнитопровода 7.При включении источника постоянного тока 11 на электроды герме 55тизиронанного баплона 1 подаетсяанодное напряжение, и при обеспечении питания нити накала катода анодпой пушки 2 (источник питания нити накала на чертеже не показан) возникают три электронных пучка, направленных вдоль осей цилиндрических выступов и сфокусиронанных по центрам соответствующих резистинных пластин 3 анодных мишеней фокусировка производится до помещения прибора в исследуемое поле. Магнитное поле, как состанляющая электромагнитного поля с напряженностью Н, концентрируется внутри цилиндрических магнитопроводов, что приводит к соответствующим отклонениям электронных пучков на каждой из катодных мишеней в сторону одной из токосъемных шин 4 (в результате действия сил Лоренца), пропорционально соответствующим составляющим вектора напряженности магнитного поля (Н Р, Н ), Это приводит к разбалансу токов в балластных резисторах 12 и к появлению соответствующих сигналов на входах нелинейных элементов 14, служащих для компенсации нелинейных характеристик анодных мишеней, Усиленные сигналы, пропорциональные составляющим Н , Н и Н, подаются через усилители 15 на входы устройства индикации 16, При этом, электрическое поле благодаря экранам 19 не пронизывает контуры, образованные средними силовыми линиями тороидальных отклоняющих магнитопроводов.В момент начала одновременного механического снятия всех трех электропронодных экранов 19 производится также запуск интегрирующего звена 17 с помощью блока управления 18, При наличии электрического поля с этого момента происходит изменение величин потоков вектора напряженности элекмтрического поля Е сквозь контуры средних силовых линий 10 тороидальных магнитопроводов 7/(ЕБ, Е 8, ЕБ, где Б - площадь контура), а следовательно, появление в последних магнитных потоков с индукциями пропорциональными скоростям изменений составляющих вектора Е:8 ЭЕв, =и, - е,Е - ;в, =, -б,бд; Чти соотношения получают из первого уравнения Масквелла н интегральной форме при 1(с Ъ, где Е = 1, 1 - длина1493964ии;- д,а1 средней силовой лин 1 ендикулярной оси ни и; цнл гнп;,волны. кой трубки мл гни,но г,к т он з.,еУказанные магнитные потоки вызы- деляемому утем ирео(р,звл и э ог 1вают соответствующие отклонения элек- отф лонеия в злсктрич "ки сигтронных пучков на каждой из анодныхмишенеи в сторону одной из токосъем- с я тем, что, с целью повышенияных шин 5 (в результате действия точности измерений мгновенных значесил Лоренца), пропорциональные ско- ний напряженностей электрической иростям изменений соответствующих сос магнитной компонент поля, дополнитавляющих напряженности электрическо- тельно формируют вторс й и третийго поля (" М. Х)п иво т взаимно перпендикулярные электронныеак аЕ , аЕ ,пучки, перпендикулярные первомук разбалансу токов в балластных ре- электронному пучку, причем оси всехзисторах 13 и к появлению соответст трех электронных пучков пересекаютвующих сигналов на выходах нелиней- ся в одной точке, преобразуют вторуюных элементов 14, Усиленные сигналы,и третью состлвляю 1 цие измеряемогопропорциональные составляющим --ЭЕсмагнитного поля, иериендикулярныеЭдс соответствующей оси второго и третьеак Зк,20 го з.-ек тронных пучков друг другу- подаются на соответствую- и первой составляющей измеряемогомагнитного поля, во вторую и третьющие интегрирующие звенья 17, а сигна- цилиндрические трубки магнитного голы, пропорциональные самим мгновенным тока соответственно, расположенныезначениям, Е , Ги Е - на входы 25 относительно второго и третьего электронных пучков соответственно иденТаким образом, предлагаемый способ тично расположению первой цилиндрипозволяет измерять все шесть состав- ческой трубки магнитного потока отляющих электромагнитного поля (Н,носительно ос;1 первоо электронного11 11 агодаря чему ЗО пу ка, по иреобраз звания клоповышается точность измерения мгно- нения каждого из трех электронныхвенных значений его напряженностей, пучков в плоскости, иериендикулярОсобенно существенно указанное иовы- ной оси соответствующей цилиндричесшение при измерении несинусоидально- кой трубки магнитного потоа, в элекго э е тромагнитного поля (например, З 5 трический сигнал и лн,ксацин гоимпульсного), или электромагнитных преобразуют составляющие измеряемоговон ал в т к насываемой Ближнеи зоне , электрического поля в тороидальныем вч игде максимальные значения напряжен- трубки магнитного потока оган кажностей электрического и магнитного дой из которых пересекз тполей могут сильно отличаться (на соответствующего электронного пучка,приме вдвоед )перпендикулярно к ней и к оси соотФормула и зоб ре тенияветствующей цилиндри есной трубкимагнитного потока, а плоскость кажСпособ измерения параметров дого из тороидов перпендикулярнаэлектромагнитного поля, включаю оси соответствующего электронногоптий формирование в вакууме пер- пучка, и судят о нлиряженности сосвого электронного пучка, преобтавляющих электрического поля ио отклонению электронного пучка в плосмеряемого магнитного поля, перпен- кости, проходящей через ось соответдикулярной оси электронного пучка, 5 О ствующих тру ки магнитного Потокас тв тощих тр убкф ив первую цилиндрическую трубку маг- и неотклоненного электронного пучка,нитного потока, которая ие есекаетересекает определяемому путем иреобразовлнияэлектронный пучок, причем ось первой его в электрический сигнлл, интегцилиндрической трубки магнитного по- рирования и фиксации, причем моменттока пересекает ось элект онного п чРонного Уч 55 начала интегрирования сов адле ска под прямым углом и о нап яженД Р У , и наирЯжен- моментом начала иреобрлзовлния сосности первой составляющей магнитноготавляющих измеряемого злектрическогополя судят ио отклонению первого поля в тороидаинные трубки млгнитноэлектронного пучка в плоскости пер- го потока,Составитель П.Савельев Редактор И,Сегляник Техред Л,Олийнык Корректор О,;ниле Заказ 4105/43 Тираж 713 Поди и с но еВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, 101