Трьохканальний магнітометричний пристрій для вимірювання компонент діпольних магнітних моментів джерел зовнішнього магнітного поля

Трьохканальний магнітометричний пристрій для вимірювання компонент дипольних магнітних моментів джерел зовнішнього магнітного поля, що містить магніточутливі трьохкомпонентні датчики, які розміщені в екваторіальній плоскості навколо 33995 відповідають початку і кінцю обмоток котушок датчиків 1-8. Магнітометричний пристрій містить трикомпонентні датчики 1-8, магнітні осі котушок яких орієнтовані в напрямку компонент MX, MY, MZ, що вимірюються, тобто за трьома координатними напрямками X, Y, Z. Групи датчиків 1-4 і 5-8 розміщені в екваторіальній площині XOY рівномірно на колах радіусів R і R1 відповідно. По корисному сигналу, що пропорційний напруженості дипольної складової ЗМП, котушки кожної групи датчиків 1-4 і 5-8 з'єднані послідовно у згоді, але відносно одна одної ці групи котушок датчиків з'єднані послідовно стрічно. Магнітний потенціал джерел ЗМП математично описується сферичним рядом де S=1/kf; S1=1/kf1 - чутливість до напруженості магнітного поля котушок датчиків, що розміщені відповідно на колах радіусів R і R1. Якщо значення R1 підставити у вираз (2), то отримаємо: де ks=S1/S. Отже, вимірювальний канал X, як виходить з (3), є повністю завадозахищеним від мультиполів вищого порядку, включно до п'ятої завадонесучої просторової гармоніки, яка убуває пропорційно 1/R7. Вимірювальні канали Y і Z за умови, що описана вище, також захищені від завадонесучих просторових гармонік парного порядку і непарної гармоніки третього порядку, тобто октупольноії складової ЗМП. Це дозволяє по виміряних сигналах на виході каналів X, Y, Z визначити відповідні компоненти дипольного магнітного моменту з похибкою, що обумовлена завадонесучим мультиполем п'ятого порядку: де R, φ, θ - сферичні координати; gnm, hnm - постійні коефіцієнти; - приєднані поліноми Лежандра; n - порядковий номер члена ряду Гауса, тобто мультиполя, m - порядковий номер елементарного мультиполя n-го порядку. Компоненти напруженості ЗМП в сферичній системі координат знаходяться диференціюванням виразу (1) по відповідній координаті: Запропонований пристрій, як показали теоретичні і експериментальні дослідження, забезпечує зниження мультипольної методичної похибки вимірювання в разів порівняно з відомим магнітометричним пристроєм: Компоненти дипольної складової напруженості ЗМП пропорційні коефіцієнтам g11, h11, g10, які дорівнюють компонентам дипольного магнітного моменту джерела ЗМП: Результуючий електричний сигнал вимірювального каналу X, що наводиться в х-их котушках датчиків 1-8 магнітним полем джерела, дорівнює: де - габаритний розмір джерела ЗМП по координатному напрямку t. Таким чином, триканальний магнітометричний пристрій для вимірювання компонент дипольних магнітних моментів джерел ЗМП забезпечує більш високу точність вимірювання шляхом виключення сигналу завади, що створюється октупольною складовою ЗМП. Джерела інформації 1. Лупіков B.C., Брикова Є.В. Метод визначення магнітного моменту по результатах вимірювання ЗМП поблизу електрообладнання // Вимірювальна техніка. - 1992. - № 10. -С. 36-37. 2. Лупіков B.C., Брикова Є.В. Датчик магнітного поля для високоточної вимірювальної системи // Датчики системи вимірювання, контролю і керування: Міжвуз. зб. наук. пр. - Пенза: Пенз. політехн. ін-т, 1991. - Вип. 11. -C. 18-22. де kf, kf1 [мЭ/мВ] - постійні котушок датчиків 1-4 і 5-8 відповідно, g31,g33 - постійні коефіцієнти, які пропорційні завадонесучій октупольній складовій ЗМП. З виразу (2) виходить, що при виконанні умови електричний сигнал, що обумовлений октупольною складовою ЗМП, дорівнює нулю. Тоді зовнішнє коло, на якому розміщені датчики 5-8, дорівнює: 2 33995 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3