Пристрій для контролю рівня напруженості квадрупольної постійної складової зовнішнього магнітного поля

Пристрій для контролю рівня напруженості квадрупольної постійної складової зовнішнього 36377 Магнітні осі котушок датчиків 1-4 є радіальними до кола радіусу R. Тому на магнітні осі цих котушок впливає тільки радіальна компонента напруженості ЗМП джерела, що математично описується сферичним гармонічним рядом [3]: де g20 = M20 - осьовий квадрупольний магнітний момент джерела ЗМП, що підлягає вимірюванням; 0 P2 (cosθ) - поліном Лежандра другого порядку. HR = 1 ¥ n+1 n m å å (g cosmj + hnmsinmj )Pn (cosθ) 4π n=1Rn +2 m= 0 nm m - порядковий номер елементарного мультиполя n-го порядку. Результуючий електричний сигнал, що наводиться в котушках датчиків 1-4 радіальною компонентою ЗМП HR (2) досліджуємого джерела ЗМП визначається виразом: де gnm, hnm - мультипольні магнітні моменти сферичної гармоніки n-го порядку; m Pn (cosθ) - приєднані поліноми Лежандра; n - порядковий номер гармоніки ЗМП; E 20 = g 1 1 (HR j =0 + HR j =90 o + HR j =180 o + HR j =270 o ) = × 6 20 + ... = E¢20 + ... kf kf R4 o o o o θ =90 θ=90 θ=90 ¶U 4 ¶U , HR6 = - 6 - радіальні компоне¶R ¶R нти напруженості магнітного поля завадонесучих гармонік четвертого і шостого порядків. Мультипольна складова методичної похибки вимірювання осьового квадрупольного моменту визначається виразом: де HR4 = δ20 = Hθ 20 = 1 ¶U20 = 0, Rsinθ ¶j 1 ¶U20 3 = g20 sin2θ R ¶θ 8π R4 З (3) виходить, що в результуючому сигналі Е20 відсутні сигнали завад, що обумовлені завадонесучими мультиполями сферичних гармонік непарного порядку. Тому на точність вимірювання осьового квадрупольного магнітного моменту впливають тільки гармоніки парних порядків, в основному гармоніки порядку n=4,6. Електричні сигнали завад, що створюються цими гармоніками, відповідно дорівнюють: 1 4 60 1 E(4) = å H = - 6 ( 8 g40 + 35g44 ), 20 k f N=1 R6 N kf R E(6) = 20 1 kf 4 å HR4N N =1 = E(4) + E (6) 20 20 E(2) 20 × 100% = 5 æ kZ ö ç ÷ 2 çR LZ ÷ è ø 2é 2ù ê1 - 7 æ k Z ö ç ÷ ê 4 ç R LZ ÷ è ø ë ú × 100%, ú û де kZ=z0/LZ£1/2, z0 - координата ексцентричності магнітного диполя за координатним напрямком Z, що створює мультипольні магнітні моменти g20 , g40 , g44 i g64 ; LZ - габаритний розмір джерела ЗМП за координатним напрямком Z. З аналізу графічної залежності d20=f(R/L), що зображена на фіг. 2, випливає, що при вимірюванні осьового квадрупольного магнітного моменту на відстані трьох габаритних розмірів джерела ЗМП мультипольна складова методичної похибки при kZ=1/3 становить 3%. Таким чином, пристрій для контролю рівня напруженості квадрупольної постійної складової зовнішнього магнітного поля значно підвищує точність вимірювання шляхом виключення сигналів завад, що створюються просторовими гармоніками ЗМП непарного порядку. Джерела інформації. 1. Лупіков B.C., Брикова Є.В. Метод визначення магнітного моменту за результатами вимірювання ЗМП поблизу електрообладнання // Вимірювальна техніка . - 1992. - № 10. - С. 36-37. 2. ГОСТ Р 50010-92. Сумісність технічних засобів електромагнітна. Електрообладнання силове. Норми параметрів низькочастотного періодичного магнітного поля. - Введ.01.07.93. - М.: Вид-во стандартів, 1993. - 5с. 3. Яновський Б.М. Земний магнетизм. - Л.: ЛДУ, 1978. - 592с. ¶U20 3 = g20 (1 + 3cos2θ), ¶R 16π6 4 Hj 20 = (3) θ =90 де kf [мЭ/мВ] - постійна датчиків по напруженості магнітного поля; Е’20 - корисний сигнал, що пропорційний g 20 . За виміряним електричним сигналом Е20 визначається величина осьового квадрупольного магнітного моменту джерела ЗМП 1 M20 = g 20 = E20 k f R 4 6 і компоненти напруженості постійної складової квадрупольного поля в заданих точках зовнішнього простору: HR20 = (2) 70 1 ( g60 + 189g64 ), k fR8 8 2 36377 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ 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