Датчик магнитного поля

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п1898351 (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 11.03.79 (21) 2737140/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания !5 ° 01. 82 (5! )М. Кл.

G 0I R 33/02

Гаоудерствеииый комитет

СССР

IIo делан изобретений и открытий

РЦ УДКб21. 317. . 44 (088. 8) (72) Автор изобретения

А. Я. Картелев

Рь:.мамут с и (7I ) Заявитель (54) ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к технике измерения переменных и импульсных магнитных полей, предназначено для одновременного измерения в одной точке пространства трех составляющих вектора магнитного поля и самого вектора в системе декартовых координат и может быть использовано в технике сильных магнитных полей, ядерной физике и геофизике.

Известен высокочастотный электромагнитный микрозонд, содержащий три катушки индуктивности, в котором одновременное измерение трех взаимно перпендикулярных составляющих векто—

15 ра магнитного поля обеспечивается за счет того, что катушки намотаны на общей подложке в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (1).

Недостатком данного зонда является наличие сильных помех при измерении переменных и импульсных магиитных полей, вследствие действия сопутствующего электрического поля неэкранированные катушки зонда являются антеннами с определенной действующей высотой).

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является устройство, содержащее две пары чувствительных элементов, расположенных на сфере попарно-ортогонально и соединенных попарно-встречно (2)

Недостаток устройства заключается в его невысокой точности.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике магнитного поля, содержащем 2й идентичных чувствительных элемейтов, расположенных попарно-ортогонально, одни концы чувствительных элементов соединены попарно-встре1 чено, а вторые концы соединены друг с другом в центре симметрии датчика.

На чертеже представлена схема датчика.

Датчик имеет три пары чувствительных элементов 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, !

-5, 1-6 в виде плоских спиральных катушек индуктивности, намотанных встречно друг другу и шунтированных резисторами 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6 величиной R <(00L где (g — частота измеряемого поля, Ь -- индуктивность катушки. Катушки имеют одинаковое количество витков, одинаковые геомет- !О рические размеры и закреплены на шаре

3 из изоляционного материала симметрично относительно плоскостей декартовой системы координат. Все катушки электрически соединены одноименными !S выводами непосредственно друг с другом в центре симметрии (начало координат) .

Потенциальными выводами катушки попарно подключены к дифференциальным щ измерительным приборам 4-1, 4-2, 4-3, а от них к сумматору 5.

Датчик работает следующим образом.

При воздействии переменного или имПульсного магнитного поля в каждой 25 паре катушек 1 в соответствии с законом электромагнитной индукции Фараея индуцируются положительные и отрицательные импульсы напряжения, пропорциональные напряженности той составляющеи рая пронизывает данную пару катушек в осевом направлении. Импульсы напряже ия с катушек подаются на дифференцижп-".ые измерительные приборы 4 и сумматор 5, где полезный сигнал окончательно отфильтровывается от синфазных электрическиx помех и определяются значение вектора магнитного поля и его направление. Шунтирование катушек gp рез .стора и ? обеспечивает независимость -.увствительности датчика от частоты измеряемого поля.

Регистраторы выходных импульсов с датчика — дифференциальные измеритель45 ные приборы 4 и сумматор 5 можно кон-, структивно совместить с датчиком и выполнить в виде запоминающего устройства или электрооптического преоб раэователя с передачей информации от дат -,ика к сумматору по световодам (не показано).

1 4

Сопутствующее электрическое поле, направленное например, по оси Z действует только на катушки, расположенные на этой же оси и имеющие в направлении поля минимальную высоту. Остальные катушки попадают в экранируемую верхней и нижней катушками зону. Условия взаимной экранировки катушек и их малой действующей высоты соблюдаются и при любом другом направлении электрического поля, в чем нетрудно убедиться, разложив вектор Е на составляющие.

Кроме того, несмотря на разнесение катушек на некоторое расстояние ,Ь от центра датчика, при выполнении условия h <(k, где 3. — длина волны измеряемого магнитного поля, датчик дает близкую апроксимацию точечному измерению, и составляющие вектора Н

-в центре датчика с погрешностью не более Il. равны полусумме значений составляющих магнитного поля, измеряемых каждой парой катушек на осях

Х, Y Z вокруг центра датчика.

Опытная проверка на построенной аналогично описанию модели из двух катушек индуктивности в сильном элект ромагнитном поле показала, что фон от действия электрической составляющей напряженностью до 100 кВ/м не превышает 8Х полезного сигнала.

Формула изобретения

Датчик магнитного поля, содержащий

2rl идентичных чувствительных элементов, расположенных попарно-ор гогонально, одни концы чувствительных элементов соединены попарно-встречно, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, вторые концы чувствительных элементов соединены друг с другом в центре симметрии дат,чика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I..Авторское свидетельство СССР № 250293, кл. G 01 R 29/08, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2530212, кл. G Ol R 33/02, 1977.

898351

1-2

Составитель Ф. Тарнопольская

Редактор Л. Веселовская Техред М.Рейвес Корректор О. Билак

Заказ 11942/62

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная, 4