Способ измерения напряженности и направления магнитного поля и устройство для его осуществления

О П И С А Н И Е >917147

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистические

Республик (61) Донолнительное к авт, свид-ву— (22)Заявлено 30.05 80 (2! ) 2931375/18-21 (5l)N. Кл.

G 01 R 33/02 с присоединением заявки №вЂ”

Ртеуйеретееииый квинтет

CCCP вю аелем изебретений и открытий (23) Приоритет. (53) УДК 621 ° 317., . 44 (088. 8) Ояубликовано 30. 03.82. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования ояисания 30.03.82 (72) . Авторы изобретения

М. М. Анисимов и А. С. Ла

1 "А

:: Ф, 1 1 1

Всесоюзный заочный машиностро ельный йнститут ». (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может использоваться в геофизике, измерительной технике, а также в практике научных исследова.ний.

Известен способ измерения напряженности и направления магнитного поля, включающий вращающуюся катушку, закрепленную в системе двух колец таким образом, что ось катушки может

1 P занять в пространстве любое положение.

Измеряя ЭДС катушки при различных ее положениях, можно определить направление вектора индукции магнитного поля (1) .

Недостатком данного способа явля- . ется наличие сложных механических узлов.

Наиболее близким к предлагаемому . является способ измерения напряженности и направления магнитного поля, включающий заполнение кюветы суспензией несферических магнитных частиц, помещение ее в исследуемое магнитное поле и измерение в трех взаимно перпендикулярных направлениях диэлектрической проницаемости суспензии. По величине диэлектрической проницаемости можно судить о напряженности и направлении магнитного поля (21.

Недостатками известного способа являются .сложность приготовления подобной суспенэии, низкая точность из- . мерения проницаемости, а, следователь" но, напряженности и направления магнитного поля. Сравнительно небольшие магнитные поля вызывают движение магнитных частиц, что также приводит к увеличению погрешности измерения.

Цель изобретения - повышение точ-. ности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения напряженности и направления магнитного поля, вклю-, чающем воздействие магнитного поля на ячейку с магнитоактивной средой, определение контролируемого параметра в трех взаимно перпендикулярных

3 9171" направлениях, возбуждают ультразвуковые автоколебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях ячейки и определяют их частоту.

При этом устройство для осуществления способа, содержащее ячейку с магнитоактивной средой, снабжено тремя приемными и тремя излучающими пьезопреобраэователями в виде .трех взаимно перпендикулярных акустичес-, 10 ких каналов, тремя усилителями, входы которых соединены с приемными пьеэопреобразователями, а выходы усилителей соединены с излучающими пьезопреобразователями, а в качест.- 15 ве магнитоактивной среды используется жидкокристаллическое вещество.

На чертеже изображено устройство, позволяющее реализовать данный способ.

Устройство содержит ячейку 1, снабженную 6-ю пьезопреобразователями 2-7, заполненную.жидким кристаллом 8.

Приемные пьезопреобраэователи 2-4 соединены со входами, а излучающие 25 пьезопреобразователи 5, 6, 7 - с выходами трех усилителей 9-11, образуя три взаимно перпендикулярных акустических канала, в которых возникают ультразвуковые колебания, частоты которых пропорциональны соотбетствующим проекциям напряженности магнитного поля.

Сущность способа закЛючается в том, что в замкнутой системе, состоящей из усилителя и цепи положительной обратной связи, включающей приемный и излучающий пьезопреобразователи и жидкий кристалл, находящийся в измеряемом магнитном поле, возникают автоколебания, частота которых определяется скоростью распространения ультразвука в жидком кристалле.

При изменении напряженности или ía- 4> правления магнитного поля происходит изменение скорости распространения ультразвука, вызываемое переориента" цией директора, что приводит к изменению частоты автоколебаний, которую можно определить с большой точностью.

Измеряя частоту автоколебаний, возбуждаемых в трех взаимно перпендикулярных направлениях, можно определить напряженность и направление магнит- Ы ного поля. Имея результаты измерений трех проекций напряженности Д„, EEy, Н можно определить модуль lEEI

7 4

6Ц е Н,, ляющие косинусы вектора Ц

Нх Н9

Сов = ; Cos P =l EEI /Й/

Hz

Cos g

/1-E/ зная которые можно определить ориентацию ячейки относительно направления магнитного поля. Ячейка, изготовленная из немагнитной нержавеющей стали Х17Н13И2Т с внутренними размерами 3 х 3 х 3 см, снабжена вестью пьезопреобразователями диаметром

2 см, резонансной частотой 3 ИГц, изготовленными из ЦТС-19 и соединенными с тремя транзисторными усилите-лями. Ячейка заполняется жидким кристаллом МББА. Измерение частоты asтоколебаний производится частотомерами ЧЗ-35 с погрешностью 10 . Погрешность измерения направления магнитного поля составляет 3 . Предлагаемый способ позволяет. повысить точность измерений напряженности и направления магнитного поля, расширить пределы измерений в область более сильных полей, упростить устройст- во для реализации, предлагаемого способа, отказавшись от приготовления суспензии и используя широко распро-. страненные жидкие кристаллы.

Формула изобретения

1 Способ измерения напряженности и направления магнитного поля, включающий воздействие магнитного поля на ячейку с магнитоактивной средой, определение. контролируемого параметра в трех взаимно перпендикулярных направлениях, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, возбуждают ультразвуковые автоколебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях ячейки и определяют их частоту, 2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее ячейку с магнитоактивной средой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено тремя приемными и тремя излучающими пьезопреобразователями в виде трех взаимно. перпендикулярных акустических каналов, тремя усилителями, входы которых соединены с приемными пьезопреобразователями, а выходы

Составитель Ф. Тарнопольская

Редактор Н. Ковалева ТехредИ,Рейвес Корректор И. Леичик

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1883/67

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

5 91 усилителей соединены с излучающими пьезопреобразователями, а в качестве .магнитоактивной среды используется жидкокристаллическое вещество.

Источники инФормации, принятые .во внимание при экспертизе

7147 6.

1. Афанасьев lO ° A. и др. Иагнито-. метрические преобразователи, приборы установки. Л., "Энергия", .1972, с. 212.

2. Авторское свидетельство СССР

11 531109, кл. G 01 R 33/02, 1975.