Устройство для поверки магни-tometpob

Сфез Сфввтсних Социалистических Республик(22) Заявлено 160479 (21) 2752206/18-25 )М с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет 6 01 Ч 3/00а О 1 а ЗЗ/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к областиметрологии и предназначено для поверки измерителей слабых постоянныхи переменных магнитных полей и ихприращений. 5.Известно устройство, включающеев себя кольца Гельмгольца, в которыхпомимо основных обмоток, создающих требуемое образцовое магнитное поле, имеются еще обмотки компенсации 10трех составляющих магнитного поляЗемли, а также обмотки и соединенныес ними последовательно другие катушки, с сопряженными постояннымит вцентре которых помещается вариометр 15компенсатор вариаций) Ц .Недостатками известного устройства являются сложность конструкции,чувствительность к неоднородным помехам, что не позволяет производить 20поверку в полях с индукцией менееединиц нанотеслы.Известно также устройство дляградуировки и поверки техническихизмерителей слабых магнитных полей, 25которое содержит трехслойный ферромагнитный (ФМ) экран, с размещеннойвнутри однослойной катушкой (мерой),при этом оси катушки и экрана совпадают. В центре однослойной катушки, установленной в трехслойном ФМ-экране, помещают датчик поверяемого магнито" метра. Магнитную ось датчика выставляют вдоль продольной оси катушки. ФМ- экран обеспечивает защиту от воздействия поля Земли, его вариаций и помех. Затем проводят градуировку магнитометра в единицах индукции, подавая в катушку последовательность токов Э и рассчитывая индукцию В в центре катушки по формуле Ю= 1 с 3 , где 1 с - постоянная катушки 21 .Недостатком известного устройства является неоднородность магнитного: поля в центре катушки, что объясняется остаточным полем ФМ-экрана и неоднородностью магнитного сопротивления различных участков вокруг катушки, Это приводит к наличию компонент неоднородности индукцииаед Ьи в " , воздействующих в реЭдхЭ дхальных условиях в объеме датчика маг" нитометра. В результате показания магнитометра изменяютСя, что отражается на точности поверки магнитометра,Цель изобретения - повышение точности поверки магнитометров за счет повышения однородности магнитного поля в центре,экранированной меры, 798664Поставленная цель достигается тем, что устройство для поверки .магнитометров, содержащее магнитный экран и размещенную внутри него меру, снабжено тремя неэависиьюми парами катушек, установленных внутри экрана так, что образуют взаимно ортогональную симметричную систему с центром в центре меры, при этом ось одной пары катушек соосна оси меры, а оси других катушек параллельны ей,причем обмотки катушек в каждой паре включены межлу собою встречно.Такое расположение и включение пар катушек компенсирует компоненты неоднородности поля аВ -Ж авВоздушный зазор Между внутренним слоем экрана и катушками выбирается таким образом, чтобы снизить влияние полей рассеяния катушек. Такая конструкция предлагаемого устройства исключает влияние магнитной 26 неоднородности в центре экранированной меры и позволяет тем самым повысить точность проводимых в нем поверок.На фиг. 1 изображена блок-схема р устройства; на фиг. 2 показана конфигурация дополнительных магнитных полейУстройство состоит из магнитного экрана 1, меры 2 (катушки), поверх которой установлена соосная пара катушек 3 ( ВВ ) Ц ( ЙВ 1 ) идь .а( в ). Датчик 6 поверяемого магнитометра установлен в центре меры 2. Оси катушек 4 и 5 параллельны оси меры 2, а обмотки катушек в каждой паре 3, 4, 5 включены между собою встречно. Три пары катушек 3, 4 и 5 установлены симметрично и так, что образуют ортогональную систему гух, имеющую общий центр с мерой 2. 40Устройство работает следующим образом.В магнитном экране 1, который обеспечивает защиту от действия поля Земли, его вариаций и помех, в центремеры устанавливают поверяемый датчик 6 так, чтобы его магнитная ось совпадала с осью Е (ось меры 2). Затем в обмотки меры 2 подают ток 3 известной величины, а в обмотки пар кату-шек 3, 4 и 5 подают соответственно такие токи ( , 1+ и )5 , чтобы+з 5 хпри небольшом смещении датчика 6 в направлениях , у и х, его показания не,изменялись бы. Йндукция в центре меры 2 при этом определяется по зз фоРмУле 8 М 2; так каквстречно включенные катушки пар 3, 4 и 5 име" ют общий с мерой 2 центр и не создают, следовательно, дополнительного поля в центре, Однако они компейсируют щ неоднородность индукции (, Эф- и -Д- ) в объеме датчика 6, и поэтому его показания не отягощены дополнительными погрешностями из-за неоднородности.далее проводят градуировку ф поверку) магнитометра в единицах индукции, подавая в меру 2 последовательность токов 3 известных значе.ний, а в катушки 3, 4 и 5 токи11)ф Эх ф,также известных значений, которые определены заранее, при исследовании экранированной меры 2. Так как при этом обеспечивается максимально возможная однородность поля в месте расположения датчика 6, то исключается погрешность, обусловленная Гналичием компонент неоднородности поля в центральной области меры 2, Конфигурация дополнительных полей, соэдаваемис парами катушек 3 и 5, по,ясняется на фиг. 2,До включения тока в катушки 3 и 5 показания магнитометра В снижаются наы при движении датчиква вправо на в г и возрастают на "вх при, движении его вниз на дх. Йа фиг. 2 эти изменения показаны пунктиром. После включения токов в обмотках катушек 3 и 5 показания магнитометра не изменяются при сдвигах на вх н д г (то же на ду).Макет устройства испытан в работе. Перед включением токов в трех независимых парах катушек неоднородность компонент магнитной индукции в центре меры достигала 1,5 нТ/см. После включений соответствующих токов в обмотках катушек испытываемого устройства неоднородность удалось снизить до 0,01-0,015 нТ/см в различных компонентах, т. е. однородность повысили более, чем на порядок. Точность поверок магнитометров, работающих в диапазоне 1-10 нТ, удается при этом повысить в несколько раз. Для приборов, работающих в мере при Вб = 20-80 мкТ (например квантовых), удается снизить погрешность определения ориентационного сдвига в 5- ,8 разДанное устройство может быть использовано в метрологии и измерительной технике,формула изобретения.Устройство для поверки магнитометров, содержащее магнитный экран и Размещенную внутри него меру, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности поверки за счет улучшения однородности поля в центре меры, оноснабжено тремя независимыми парами катушек, установленных внутри экрана, причем указанные пары образуют взаимно ортогональную симметричную систему с центром в центре меры, при этом ось одной пары катушек соосна оси меры, оси других катушек параллельны ей,а обмотки катушек в каждой наре вклю-чены между собою встречно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Чернышв Е. 2. и др. Магнит-ные измерения. М., Изд-во комитетастандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1969, с. 25-26.2. Ягода Г. К. и др. Устройство для градуировки и поверки технических измерителей слабых магнитных полей,"Измерительная техиикаф, 1968, М 11, с. 77-78 (прототип).798664 О Составитель В.едактор В. Жиленко Техред А. Ач ректор М. Кост аказ 10022/58 Тирам 743 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауыск Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, писно Покомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5