RU2102770C1

RU2102770C1 - Device for building superweak alternating magnetic field

Info

Publication number: RU2102770C1
Authority: RU
Inventors: Т.С. Коляденко; А.В. Тараров; В.А. Щербаков
Original assignee: Тараров Александр Викторович
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: solenoid current and, hence, reproduced flux density, depends on mutual inductance coefficient M and can be varies. Device has current supply 1, setting coil 2 inductively coupled with receiving coil 3 which is connected in series with solenoid 4 forming closed superconducting circuit. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии и магнитометрии при проведении поверочных и исследовательских работ. The invention relates to measuring equipment and can be used in metrology and magnetometry during calibration and research work.

Цель изобретения снижение нижнего предела диапазона воспроизводимых индукций переменного магнитного поля в широком диапазоне частот. The purpose of the invention is to reduce the lower limit of the range of reproducible inductions of an alternating magnetic field in a wide frequency range.

На чертеже приведена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.

Устройство состоит из токозадающей цепи, содержащей источник тока 1 и задающую катушку 2, которая индуктивно связана с приемной катушкой 3, последовательно соединенной с соленоидом 4, представляющими замкнутую сверхпроводящую цепь. The device consists of a lead-in circuit containing a current source 1 and a drive coil 2, which is inductively coupled to a receiving coil 3, connected in series with a solenoid 4, representing a closed superconducting circuit.

Устройство работает следующим образом. Источником тока 1 в задающей катушке 2 устанавливается контролируемая величина тока I_о. При этом приемную катушку 3 будет пронизывать поток
Φ_l= -MI_o (1)
где М взаимоиндукция между приемной и задающей катушками.The device operates as follows. The current source 1 in the drive coil 2 is set to a controlled current value I _about . In this case, the receiving coil 3 will permeate the flow
Φ _l = -MI _o (1)
where M is the mutual induction between the receiving and the driving coils.

Поскольку в замкнутый сверхпроводящий контур поток проникнуть не может, то в трансформаторе потока потечет ток, который создаст поток, компенсирующий Φ_l:
I(L_п+L_c)+Φ_l= 0 (2)
где L_n, L_с индуктивности соответственно приемной катушки и соленоида 4.Since the flux cannot penetrate into a closed superconducting circuit, a current will flow in the flux transformer, which will create a flux compensating Φ _l :
I (L _n + L _c ) + Φ _l = 0 (2)
where L _n , L _with inductance respectively of the receiving coil and solenoid 4.

Учитывая (1), получаем

Величина тока в трансформаторе потока в результате использования сверхпроводящего провода не зависит от частоты. Величина потока, передаваемая в соленоид 4, определяется соотношением величин L_n и L_с. Индукция, воспроизводимая в рабочем объеме соленоида, определяется как

где W число витков соленоида;
R и l радиус и полудлина соленоида;
μ_o магнитная проницаемость.Given (1), we obtain

The current in the flow transformer as a result of using a superconducting wire is frequency independent. The magnitude of the flow transmitted to the solenoid 4 is determined by the ratio of the values of L _n and L _with . Induction reproduced in the working volume of the solenoid is defined as

where W is the number of turns of the solenoid;
R and l are the radius and half-length of the solenoid;
μ _o magnetic permeability.

Подставляя в (4) выражении (3), получим

где К_в и К_т постоянная соленоида и коэффициент трансформации.Substituting expression (3) in (4), we obtain

where K _in and K _{t the} constant of the solenoid and the transformation coefficient.

Как видно из (3) и (5), величина тока в соленоиде и, следовательно, величина воспроизводимой индукции определяются при фиксированных размерах катушек и соленоида коэффициентом взаимоиндукции М, который можно варьировать, например, изменяя расстояние между приемной и задающими катушками. Однородность воспроизводимого поля зависит лишь от формы соленоида, который может быть сконструирован в соответствии в заданными требованиями. As can be seen from (3) and (5), the magnitude of the current in the solenoid and, therefore, the magnitude of the reproducible induction are determined for fixed sizes of coils and solenoid by the mutual induction coefficient M, which can be varied, for example, by changing the distance between the receiving and master coils. The uniformity of the reproduced field depends only on the shape of the solenoid, which can be designed in accordance with the specified requirements.

Устройство для воспроизведения сверхмалых значений магнитной индукции позволяет получить в рабочем объеме соленоида при тех же величинах контролируемого тока меньшие значения переменных полей с высокой точностью, стабильностью и однородностью, используя имеющиеся образцовые меры, стандартные источники и средства измерения тока. A device for reproducing ultralow values of magnetic induction makes it possible to obtain lower values of variable fields in the working volume of the solenoid with the same values of the controlled current with high accuracy, stability and uniformity, using available standard measures, standard sources and current measuring tools.

Claims

A device for creating a super-weak alternating magnetic field, containing a solenoid that encloses a working volume, a current-collecting circuit, characterized in that, in order to reduce the lower limit of the reproducible induction range in a wide frequency range, it is made in the form of a superconducting flux transformer, which is a closed superconducting a chain of serially connected solenoid and a receiving coil inductively coupled to a driving coil included in the current-driving circuit.