Устройство для измерения компонент вектора магнитной индукциии

Устройство для измерения компонент вектора магнитной индукциии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.07.74 (21) 2052631/21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата опубликования описания 18.10.7G (51) Ч.Кл.е G 01 R 33, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.4 (088.8) (72) Автор изобретения

1О. В. Афанасьев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПОНЕНТ

ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения трех ортогональных компонент вектора постоянной магнитной .индукции в заданной точке пространства.

Известно устройство для измерения компонент вектора магнитной индукции, содержащее три однокомпонентных магнитометрических преобразователя, ориентированных по трем ортогональным осям (1). 10 Ввиду неидентичности преобразователей это устройство имеет различную чувствительность по ортогональным осям и относительно невысокую точность измерения из-за влияния собственных шумов преобразователей. 15

Известно также устройство для измерения ком понент вектора магнитной индукции, содержащее корпус, в котором на оси установлена рамка, однокомпонентный магнитометрический преобразователь, укрепленный на оси, перпендикулярной его оси чувствительности и оси рамки и расположенный в рамке, два последовательно соединенных, коллектора, один из которых установлен на рамке, а другой— на оси крепления преобразователя, а его вход соединен с выходом преобразователя (2).

Данное устройство также характеризуется невысокой точностью измерения. Кроме того, при условии использования одного магнитометричеокого преобразователя оно не позволяет обеспечить непрерывное из»epe»iIIe трех ортогональных компонентов,вектора мапштной индукции.

С целью обеспечения непрерывности и повышения точности измерения предлагаемое устройство снабжено двигателем, установленным в корпусе, кинематичеоким узлом, состоящим из последовательно соединенных редуктора и пары конических шестерен разного диаметра, одна из которых- укреплена на ocII рам ки, а другая на осп преобразователя, причем выход двигателя связан с входом с пнем атичеокого узла двумя:коммутаторами, один из которых механически связан с рам,кой, а другой — с осью преобразователя, вы. о 1 последнего через коллектор, установле1шый на осп крепления преобразователя, соединен с входом, коллектора, установленного на рамке, избирательным усилителем, вход которого присоединен к выходу коллектора, расположенного на рамке, четырьмя спнхроннымп детекторами, управляющие входы двух из котоphIx соединены с выходом коммутатора, связанного с рамкой, а сигнальные входы — с выходом избирательного усилителя, выход одного из них,подключен IK сигнальным входам остальных двух синхронных детекторов, а их управляющие входы связаны с выходом коллектора, установленного на рамке.

532000

15

Зо (2) В, Р„= В, cos о,t.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором на оси 2 установлена рамка 8 и коническая шестерня 4 сцепления с конической шестерней

5, расположенной на оси б, на последней так>ке расположены однокомплектный магнитометрический преобразователь 7, коммутатор

8 и коллектор 9, причем ось б расположена в рамке 8 таким образом, что она перпендикулярна оси 2 и оси чувствительности преобразователя 7. Кроме того, устройство содержит связанные с рамкой 8 коллектор 10, коммутатор 11 и редуктор 12, вход которого соединен с выходом двигателя 13, расположенного на корпусе 1, а также избирательный усилитель 14, соединенный входом через коллекторы 9 и 10 с выходом преобразователя 7, и четыре си нхронных детектора 15 — 18. Сигнальные входы детекторе в 15 и 16 присоединены к выходу усилителя 14, à управляющие входы— к коммутатору 11, сигнальные входы остальных двух детекторов 17 и 18 присоединены к выходу детектора 15, а их управляющие входы через коллектор 10 — к коммутатору 8.

Устройство работает следующим образом.

Движение от двигателя 18 при его включении через редуктор 12 и пару, конических шестерен 4, 5 передается на рамку 8 и ось б.

Магнитометричеокий преобразователь 7 начинает вращаться в пространстве одновременно вокруг двух осей 2 и б, а так как диаметры шестерен 4 и 5 различны, то угловые скорости его вращения вокруг осей 2 и б также различны, при этом на выходе магнптометрического преобразователя 7 в любой момент времени возникает сигнал =- x,„+ > < .. т zt (1) где В, В, В, — проекции измеряемого вектора магнитной индукции на ортоганальные оси;

i ось чувствительности преобразователя 8.

Для случая неравенства угловых скоростей вращения O )) Q получим следующие выражения для составляющих выходного наппяжения с преобразователя 7

В,Р„= (cos (2 — о.,)t — cos (c>,+ 9)t J; — — В, Сигнал, определяемый уравнениями (1) и (2), через коллекторы 9 и 10,поступает на вход избирательного усилителя 14, с выхода которого он поступает на синхронные детекторы 15 и 16, управляющие входы последнего подключены,к коммутатору 11. На детектор

15 с .коммутатора 11 подается сигнал, синфазный с sin Q t, а на детектор 16 — с cos Qt .

Тогда выходной сигнал детектора 17 пропорционален компоненте В,.

Сигнал с выхода детектора 16 поступает на входы детекторов 17 и 18, при этом на их управляющие входы поступают оигналы с коммутатора 8 через, коллекторы 9 и 10, причем на детектор 17 поступает сигнал, синфазный с sin Oq t, а на детектор 18 — сигнал, синфазный с cos Й t, причем на выходе детектора

17 находится сигнал, лропорциональный В-, а на выходе, детектора 18 — сигнал, пропорциональный В, Таким образом, предлагаемое устройство при помощи одного магнитометрического преобразователя 7 обеспечивает непрерывное измерение трех компонент вектора магнитной индукции.

Так как выходной сигнал магнитометрического преобразователя 7 нг содер>кит постоянной составляющей, а подвергается частотнофазовой обработке, то влияние собственных шумов преобразователя практически исключается, что значительно повышает точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения компонент вектора магнитной индукции, содер>кащее корпус, в .котором на оси установлена рачка, однокомпонентный магнитометрический преобразователь, укрепленный »а оси, перпендикулярной его оси чувствительности и оси рамки и расположенный в рамке, .два последовательно соединенных коллектора, один из которых установлен на рамке, а другой — на оси крепления преобразователя, и его;вход соединен с выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения непрерывности и повышения точности измерения, оно снабжено двигателем, установленным в корпусе, кинематичеоким узлом, состоящим из последовательно соединенных редуктора и пары конических шестерен разного диаметра, одна из которых укреплена на оси рамки, а другая — на оси преобразователя, причем выход двигателя связан с входом кинематиче ского узла двумя коммутаторами, один из .которых,механически связан с ра мкой, а другой — с осью преобразователя, выход последнего через коллектор, установленный на оси крепления преобразователя, соединен с входом коллектора, установленного на рамке, избирательным усилителем, вход которого присоединен к выходу коллектора, расположенного на рамке, четырымя синхронными детекторами, управляющие входы двух из которых соединены с выходом коммутатора, связанного с рамкой, а сигналыные:входы — с выходом избирательного усилителя, выход одного из

632066

Составитель Е. Измайлов

Техред Л. Кочемирова

Редактор T. Янова

Корректор И. Симкина

Заказ 927/12!7 Изд. ¹ 1677 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушскак наб., д. 4/б

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» них подключен к сигнальным входам оста lbных двух синхронных детекторов, а их управляющие входы связаны с выходом коллектора, установленного на рамке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Яновский Б. М., Земной магнетизм, ЛГУ, 1963 г., стр. 423 — 430.

2. Долгинов С. Ш. Матнитометрпческая аппаратура третьего советского искусственного спутника Земли, сб. «Искусственные спутники Земли», вып. 4, 1960 r., АН СССР, стр.

135 — 160 (прототип) .