Способ градуировки холловских градиентометров

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК(55 О 01 Я 33/О ткьнгь )ь с к Б 1 БЛ; ф"Г,"с,ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ УРАДУИРОВКИ ХОЛЛОВИКИХ ГРАДИЕНТОМЕТРОВ(57) Изобретение.касается магнитных измерений и предназначено для градуировки.об-.разцовых и рабочих градиентометров схолловскими измерительными преобразователями. Цель изобретения - расширейиедиапазона градуировки и повышение ее точ- ности в области сильных градиентов магнитной индукции. Для этого в мере градиентамагнитной индукции определяют зависимость выходного напряжения преобразователя Холла. измерительного зонда отмагнитной индукции. Находят значениемагнитной индукции В в местах расположеИзобретение относится к области метрологического обеспечения средств измерений градиентов магнитных индукций и может быть использовано для градуйровки образцовых и рабочих градиентометров с .холловскими измерительными преобразователями.. Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности градуировки холловских градиентометров с малой базой Ы, 1756841 А 1 2.ния магнитных центров преобразователей Холла и определяют базу ЛХ измерительного зонда. Последний помещают в неоднородное магнитное поле с последовательно увеличмваемым градиентом магнитной индукции, Фиксируют значение выходного сигнала градиентбметра и сигналы преобразователей Холла зонда после каждой ступени увеличения градиента магнитной индукции. По зависимостям выходных сигналов преобразователей Холла от магнитной индукции В определяют значения магнитных индукций В 1, В 2 в местах расположения магнитных центров преобразователей и рассчитывают значение градиента магнитной индукции по формуле В = (В 1 - В 2)И Х. Способ основан на помещении зонда в неоднородное магйитйое поле с известным дгабВ и измерении выходного сигнала. соответствующего этому значению градиента.3 ил. 1 3 в области сильных градиентов Магнитной индукции.Укаэанная цель достигается за счет того; что согласно способуградуировки холловских градиентометров; основанному на помещении измерительного зонда в магнит-. ное поле с известным градиентом магнит-. ной индукции и измерении выходного сигнала зонда, соответствующего заданйому значению градиента, вначале в мере магнитной индукции определяют зависимость выходного напряжения преобразователя Холла измерительного зонда от магнитной индукции О = 1(В), затем в мере градиента в виде катушек с током при заданном значении градиента дгэдВ измеряют напрлжения Ои Ог на выходах обоих преобразователей Холла измерительного зонда и по зависимости О = (В) определяютзначения магнитных индукций В 1 и В 2 в местах их расположения, на основании чего вычисляют базу измерительного зонда градиентометра по формулеВ 1- ВгЬХ=, после чего измерительныйугад Взонд помещают в магнитное поле с последовательно увеличивэемым градиентом магнитной индукции и после какдой ступени увеличения градиента измеряют напряжения на выходах преобразователей Холла и сэмогб градиентометра, вновь по зависи-.мости О = =т(В) определяют значения магнитных индукций В 1 и . В 2 в местах расположения преобразователей Холла, поВ 1 - В 2Формуле ргао В= - у - рассцитыаалат, значение градиента и таким образом устанавливают связь между значением градиентата магнитной индукции и соответствующим ему выходным сигналом градиентометра.На фиг,1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг,2 -кривая зависимости выходного напряжения преобразователя Холла от магнитной индукции поля О = т(В); на фиг,З - градуировочная характеристика холловского градиентометра.Устройство, реализующее способ, включает меру магнитной индукции сильного однородйого поля - электромагнит 1 с плоскопэраллельными полюсами 2, снабженный регулируемым источником 3 намаг- ничивающего тока, тесламетр 4, вольтметр 5, расчетную меру градиента магнитной индукции в виде катушки 6 с током, снабжен.ную регулируемым источником 7 тока и " амперметром 8, источник сильного неоднородного поля - электромагнит 9 с профильными наконечниками 10, снабженныйрегулируемым источником 11 намэгничивающего тока, измерительный зонд 12 градиентометра 13, преобразователи Холла 14 и 15.Вначале измерительный зонд 12 градиентометра 13, состоящий из двух первичных преобразователей Холла 14 и 15, магнитные центры которых находятся на некотором расстоянии Ь.Х друг от друга, называемом базой грэдиентометра, помещается в однородное маглнитйое поле меры магнитной индукции - межполюсное пространствоэлектромагнита 1 с плоскопараллельными полюсами 2. При этом однородность поля в межполюсном пространстве должна быть такой, чтобы значение магнитных индукций 5 в местах расположения первичных преобра:зователей Холла 14 и 15 были бы практически равны (отличие не должно превцшать 0,1+ 0,306). Для измерения значения магнитной индукции поля используетсл тесло 10 метр 4, обеспечивающий погрешность измерейия не более 0,.1 фИзменяя с помощью регулируемого источника 3 намагничивающего тока значение тока, протекающего по обмоткам электро 15 магнита 1, ступенями увеличивают от нуля до максимального значения магнитную индукцию в его межполюсном пространстве. При этом с помощью вольтметра 5 поочередно после каждой ступени увеличения измеряют напряжения О 1 и Ог на выходах обоих первичных преобразователей Холла 45 ние по амперметру 8, воспроизводят в мере градиент заданного значения для дгабВ. При заданном значении градиента поля с помощью вольтметра 5 поочередно измеряют напряжение на выходах обоих преобра 50 эователей Холла 14 и 15 О 1 и О 2. Зная этинапряжения, по кривой зависимости О = 1(В) определяют значения магнитных индукций В 1 и Вг в месте расположения магнитных центров каждого из преобразователей Хол ла. После чего по выражению81 - ВгЛХ = вычисляют базу градиентоцгэб Вметра ЬХ,14 и 15, По результатам. измерений строят кривые зависимостивыходного напряженил первичных преобразователей Холла от магнитной индукции.25 При изготовлении градиентометров пэры первичных преобразователей Холла подбираются таким образом, чтобы характеристики зависимостей выходного напряжения от индукции поля были бы 30 идентичными. В противном случае на выходе измерительного зонда будет иметься сигнал дэке в отсутствие градиента поля, что недопустимо. Поэтому при тщательно подобранных преобразователях Холла кривые 35 01-.= т(В) и Ог = т(В) практически совпадают,и, следовательно, зависимость напряжения на их выходах от индукции поля выражается одной кривой О = 1(В). После получения в мере магнитной индукции зависимости О =1(В) измерительный зонд 12 грэдиентометра 13 помещается на оси меры градиента в виде катушки 6 с током. Пропускал по катушке 6 определенный ток от регулируемого источника 7 тока и контролируя его значеФормула изобретения и Способ градуировки холловских гради- з ентометров, основанный на помещении йз мерительного зонда в неоднородинтое магнитное поле с извгестньм градиентом з магнитной йндукции и измерении выходно- и го сигнала градиентометра, соответствую- и щего этому значению градиента, о т л и ч а Далее измерительный зонд 12 градиентометра 13 помещают в неоднородное маг нитное поле с некоторым неизвестнымградиентом, создаваемое в межполюсномпространстве электромагнита 9 с профильными наконечниками 10. После этого последовательно ступенями увеличивают,начиная от нулевого до максимального значения, градиент магнитной индукциипо-средством увеличения тока, протекающего 10по обмоткам электромагнита 9 от источника11 регулйруемого намагничивающего тока.После каждой ступени увеличения градиента (тока) измеряют напряжения 01 и 02 навыходах преобразователей Холла, а также 15самого градиентометра Одра. Затем, используя зависимость 0 = 1(В) (фиг,2), определяют значения магнитных индукцйй В 1 иВ 2 в местах расположения преобразователей Холла (в местах расположения магййтных центров преобразователей) ипоВ 1 - В 2Формуле ргаа В= - т -- рассчитываютградиент магнитной индукции поля.Таким образом, устанавливается связь 25между значениями градиента магнитной ин: дукции рад В и соответствующими ему зна- .чениями напряжения (сигнала) на выходеградиентометра 13 Одрами, т.е, определяетсяградуировочная характеристика градиентаметра (фиг,3),ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона градуировки и повышения ее точности в области сильньх градиентов магнитной индукции, помещают измерительный зонд градиентометра в расчетную меру градиента магнитной индукции, устанавливают в мере заданное значение градиента и фиксируют соответствующее ему значение выходного сигнала зонда и сигналов на выходах обоих преобразователей Холла измерительного зонда градиейтометра, по результатам измеренияи: зависимости выходного напряЖеййя преобразователей Холла от магнитной ийддукции определяют значения магнитной индукции в местах расположения магнитньоГцентров преобразователей Холла и определяют базу измерительного зонда градйентометрай 1 - В 2ЛХ = о В, после этого измеРительныйцгаб Взонд градиентометра помсещают в неоднородное магнитное поле с последовательно увеличиваемым градиентом магнитной индукции и фиксируют значение выходного сигнала градиентометра, а также"сигналы преобразователей Холла измерительного зонда после каждой ступени увеличения градиента магнитной индукции, позависимости выходных сигналов преобразователей Холла от магнитной индукции определяют значения магнитных индукций в местах расйоложенйя магнитных центров реобразователей Холла, рассчитывают начение градиента магнитной индукции поВ 1 -В 2ормуле ргаб В= - а -- , где В и Ва - начения магнитной индукции в местах расоложения преобразователей; Ь Х - база змерительного зонда.1756841 Фиг. 3 Составитель А,РомановТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревск дактор Е.П Заказ 3086 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101