Устройство для получения переменного магнитного поля заданной напряженности

О П И С А Н И Е 270876И ЗОБРЕТЕ Н И Я Союз Советских Социалистичесних РеспублинК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ шимос от авт, свидетельства, 21 е, 12 21 е 37/10 аявлеио 23.711. 1968 ( 58551, 18-10) м заявкис присоединеш Комитет по делам зобретений и отнрыти при Совете Министра СССР3 04 Лриоритст УДК 621,317.44 1088,8 убликоваио 12.7.1970, Б етень1 аи 11 Оиисаи 1111 2,1 Х.1 Эата опублик Е. Чернышев Авторизобретения явител ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНАДАННОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛ ПОЛЯ11 зобретение относится к мерам иеремепцого магнитного поля, предназначенным для воспроизведения велечинь 1 его напряженности, градуировки, поверки и исследования измерителей напряженности переменного магнитного поля в условияк научно-исследовательской, поверочнои или заводской лаборатории.Известны устройства для воспроизведения напряженности переменного магнитного поля, представляющие собой воздушцые (не содер жащие ферромагнитных материалов) катуш. ки (например, кольца Гельм-гольца, катушки Максвелла, Рубенса и др.), по обмоткам которык пропускается переменный ток.Точность таки.1 мер, не может быть выше 1 то иости измерения величины переменного тока, питающего катушки, Приборы для изме- реши величины переменного тока имеют погрешность 0,1 -,-0,5",о в звуковом и 1,5 - ;2% в дозвуковом диапазоне частот. Такая точносгь 2 воспроизведения величины напряженности является недостаточной.1 Лзвестцы также устр 011 ства, которые могут служить для воспроизведения постоянного магнитного поля, выполненные в виде вариометров. Такие устроиства состоят из двук, вставлеццык одна В другую катушек, причем одна из катушек (внутренняя) имеет Возможность вращаться вокруг неподвижной оси. Если по обмотке вращающейся катушки про з пустить постоянный ток, то внутри нее будет получено вращающееся переменное магнитгиче поле, напряженность которого будет определяться величиной питающего тока и посто,щцой катушки, а углоВая частота - скоростьО вращения катушки. Точность воспроизведения величины вращающегося переменного маг.титного поля таким устройством иа 2;3 порядка превышает точность описанны выше устройств для воспроизведения напряжеиносги переменного магнитного поля бчагодаря тому, что погреишость измерения величины посгояцного тока, питающего катушку, может быть сиикена. Однако подобное устройство ие решает полностью задачи воспроизведения напряженности переменного магнитного поля, поскочьку ОнО может ВоспроизВОдить только вращающееся магнитное поле.С целью повышения точности воспроизве деиия напряженности переменного магцигного поля и обеспечения возможности варьирования законов ее изменения обе воздушные катушки предлагаемого устройства, имеющие разные диаметры и вставленные одна в другую, установлены иа общей оси и снабжены приводом, например зубчатым дифферен 1 диалом, обеспечивающим встречное вращение катушек устройства с равной угловой скоростью. Катушки устройства имеют равные постоянные по напряженности, соединены последова 270876где Н - суммарный вектор напряженностиполя в центре катушек устройсгвз;Но - напряженность мапштного поля,создаваемого каждой из катуш к;со - угловая скорость;время,11: - начальная фаза.Для получения однородного поля в больШОм 00 ьеме предложеицОе устройство можетбыть скомпоновано из катушек сложной кои 05 фигурацпи (колец Гельмгольца, катушкиЛаксвелла, катушки Рубенса).Получение друпх законов изменения напряженности во времени может быть обеспечено выбором соответствующего закона изме 40 пения скорости вращения ведущего вала.Таким образом, предложенное устройстводля воспроизведения напряженности переменного магнитного поля благодаря тому, чтодля его питания используется постоянный ток,5 точность измерения величины которого в100-, 1000 раз выше, чем переменного, позволяет повысить точность воспроизведения весичины напряженности переменного хагниногополя в 10 - ;100 раз.сР1 Р 2 сР Устройство для получения переменногомагнитного поля заданной напряженности, 55 содержащее две расположенные одна в другойвоздушные катушки индуктивности, установленные на одной общей для нпх оси механи и;- ского привода, а также источник постоянного тока отличающееся тем, что, с целью повыше ния точности воспроизведения напряженностипеременного магнитного поля и обеспечецпя возможности варьирования законов изменения напряженности магнитного поля, упомянутый привод выполнен в виде зубчатого дифференб 5 циала с равным количеством зубьев ведомых Н 1=Н =-Но.Направление векторов напряженности перпендикулярно к плоскости каждой из катушек и, следовательно, зависит только от их угла поворота ср.Учитывая, что Нс=Н 2=Но и ср = - ср 2=ср определим величину и направление суммарного вектора напряженности магнитного поля, создаваемого устройством (см. фиг. 3): тельно и обтекаются оощим постоянным гоком от стабилизированного источника. Од 1 пз ведомых шестерен зубчатого дифферепци- ла соединена с наружной ка гуш 1 с 011 посредсгвом полого вала, другая - с внутрснией катушкой валом меньшего диаметр, проходящим по осп полого вала.На фиг. 1 дана принципиальная мехаи;1 ч.- ская схема предлагаемого устройства для воспроизведения напряженности переменного магнитного ноля; на фиг. 2 в принципиаль электрическая схема устройсгва; на фиг. 1- - его векторная диаграмма,На общем неподвижном основании 1 расположены зубчатый дифференциал, состоящий из ведущего вала 2, ведущей шестерни 3 и двух ведомых шестерен 4 и 5, и катушки устройства для воспроизведения ипряжености магнитного поля: внутренняя б и наружная 7. Внутренняя катушка 6 соединена с шестерней 4 посредством вала 8, а наружгя катушка 7 посредством полого вала 9 соединена с шестерней 5. Шестерни 3, 4 и 5 име 1 от одинаковые диаметры и число зубцов. Выполненное таким образом устройство имеет одну степень свободы: прп повороте входного вала 2 на угол ср его внучренняя и внешняя катушки совершают поворот на углы, соответственно, ср и срз соответственно, причем Принпцпиальная схема электрических соединений устройства для воспроизведения и 1- пряженности, поясняющая протекание общего постоянного тока через встречно вращающиеся катушки, представлена и фиг. 2, Внгреняя катушка б через контактные кольца 10, 11, и скользящие контакты 12, 3 соединяется со стабилизированным источником постоянного тока 14. Внешняя катуцка 7 устройства для воспроизведения цапряхке 11:10- сти через контактные кольца 15, 16 и скользящие контакты 17, 18 также соединяется с источником тока, Таким образом осущесгзляется последовательное соединение катушек устройства, не нарушающееся при их вращении. Обе катушки устройства имеют равные постоянные по напряженности, т. е. при протекании по ним равного в данном случае общего) тока каждая из катушек создает постоянное магнитное поле равной по величине напряженности: Н=Нс + Н 2 = Но созср + Но 31 п ср ++ Но сов ( - ср) + Но зи ( - ср) = 2 Но сов ср Из приведенного соотношения видно, чсопаправтеиие вектора напряженности в пространстве неизменно, а его величина определяется лишь углом поворота входного валаз метро 1 СтваПредлагаемое устройство работает следу 1 ощим образом. От внешнего привода (фиг. 1)входит вал устройства 2, вращающийся равномерно сср=со 1). Ь 1 агодаря использованшоО дифференциала с равным количеством зубьевведущей 3 и ведомых 4 и 5 шестерен катушкиустройства 6 и 7 через валы 8 и 9 также получают равномерное вращение, но во взаимцопротивоположных направлениях (со= - с 2).з Последовательное соединение катушек 6 и 7пе нарушается при вращении благодаря использованию контактных колец 10, 11 и 15,16 и скользящих конта 1 стов 12, 13 и 17, 18(фиг. 2). При равномерчом и противоположо 0 ном вращении кату 1 пек напряженность поляустройства будет изменяться по гармоиичес 1:0 му закону:Н - 2 Но сов (со+ср),Предмет изобретения.17 шестерен, одна из которы соединена с 1 ар жной кат икой посредством полого вал. а другая соединена с внутренней катушкой валом меньшего диаметра, ироодян 1 им ио оси полого вала, ири этом катушки подкл.очены к исгочнику постоянного тока последовательно, а ик постоянные по папряжениосгн выораны равными.270876 Нс я Составитель В. Т. Голенкоаиасьева Текрсд. А, А. Камышиикова Корректор В. И. Жолудева сдактор М. В. горская типографт аказ 3678ЦНИИПИ Комитс Тираж 480 по делам изобретений и открытий при С Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5