RU2375721C1 - Способ определения магнитного момента объекта - Google Patents
Способ определения магнитного момента объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375721C1 RU2375721C1 RU2008112447/28A RU2008112447A RU2375721C1 RU 2375721 C1 RU2375721 C1 RU 2375721C1 RU 2008112447/28 A RU2008112447/28 A RU 2008112447/28A RU 2008112447 A RU2008112447 A RU 2008112447A RU 2375721 C1 RU2375721 C1 RU 2375721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic moment
- magnetic
- source
- pair
- distance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерениям магнитных свойств образцов твердых материалов или изделий из них и может использоваться, в частности, для определения магнитного момента космического аппарата. Отличительная особенность способа состоит в том, что измерения производятся одновременно парой приборов, расположенных по разные стороны от исследуемого объекта. Использование пары измерителей на каждом направлении позволяет с требуемой точностью определить местоположение источника магнитного момента на объекте. Расстояние от измерительных приборов до источника магнитного момента в каждом направлении вычисляется по формуле
r2=2r-r1
где H1 и H2 - напряженность магнитного поля, измеренная первым и вторым измерителем пары [А/м]; r1 и r2 - расстояние от источника магнитного момента до первого и второго измерителя соответственно [м]; 2r - расстояние между измерителями в каждой паре [м]. Технический результат состоит в определении, при минимальных перемещениях объекта, величины и направления магнитного момента, а также местоположения источника магнитного момента.
Description
Изобретение относится к измерениям магнитных свойств образцов твердых материалов или изделий из них и может использоваться, в частности, для определения магнитного момента космического аппарата (КА).
Известен способ определения магнитного момента образцов горных пород с помощью рок-генератора, представляющего собой индукционную катушку, внутри которой вращают исследуемый образец или эталонный образец, с целью эталонирования прибора, и измеряют эдс, наведенную образцами [Дианов-Клоков В.И. Измеритель малой остаточной намагниченности горных пород. Изв. АНСССР, сер. геофиз. №1, 1960, стр.142-147].
Особенность этого способа состоит в том, что он требует вращения образца с достаточно большой скоростью (примерно 40 оборотов в секунду), что технически трудно реализуемо для образцов больших размеров, каким является КА.
Известен способ определения магнитного момента образцов горных пород, принятый нами за прототип [Яновский Б.М. Земной магнетизм. Т.2, 1963, стр.347].
Этот способ также предусматривает:
1. Предварительное (перед началом измерений) эталонирование измерительного прибора, т.е. определение его коэффициента преобразования.
2. Установку исследуемого образца (объекта) на измерительную площадку.
3. Измерение магнитного момента в трех взаимно ортогональных направлениях в системе координат, связанных с образцом.
4. Определение параметров магнитного момента путем поворота образца на 90° перед каждым измерением по формуле
где:
е - коэффициент преобразования измерительного прибора;
МЭ - магнитный момент эталонного образца [А·м2];
АЭ - показание измерительного прибора при измерении магнитного момента эталонного образца, что соответствует величине напряженности магнитного поля Н, создаваемого эталоном в точке расположения измерительного прибора;
А - показания измерительного прибора при измерении магнитного момента исследуемого образца (объекта) вдоль осей x, у или z в делениях шкалы прибора;
α - угол между направлением магнитного момента М и плоскостью YZ;
β - угол между направлением магнитного момента М и плоскостью XY.
Решаемая техническая задача состоит в определении, при минимальных перемещениях объекта, величины и направления магнитного момента, а также местоположения источника магнитного момента.
Получение такого набора данных о магнитных свойствах объекта необходимо, в частности, для повышения точности ориентации космического аппарата (КА), уменьшения его энергетических затрат путем минимизации магнитного момента КА, поскольку известно, что магнитное поле Земли влияет на ориентацию КА в результате взаимодействия с магнитным моментом КА. Такое взаимодействие приводит к уменьшению точности ориентации КА в околоземном космическом пространстве.
Поставленная нами задача решается следующим образом. Для измерения каждой компоненты устанавливают с противоположных сторон от объекта пару измерительных приборов, разнесенных на соответствующее предполагаемым размерам объекта известное расстояние вдоль направления измеряемой компоненты.
Для каждой пары измерителей, составляющих измерительную систему, производят эталонирование измерителей следующим образом. В центре измерительной площадки устанавливают эталон магнитного момента, представляющий собой постоянный магнит или соленоид с известным диаметром и количеством витков, ориентируют его вдоль одной из осей, подают известный ток, создают магнитное поле, величина напряженности Н которого в точке расположения измерителя будет равна
где М - величина магнитного момента эталона [А·м2], r - расстояние от эталона до измерительного прибора [м], например, векторного магнитометра. Таким же образом эталонируют остальные две пары измерительных приборов, ориентируя эталонный магнит или соленоид по направлению соответствующих осей. Если измеритель предварительно эталонирован, то операцию эталонирования можно исключить.
Затем на измерительную площадку вместо эталона магнитного момента устанавливают исследуемый образец и проводят одновременные измерения тремя парами измерителей. Получают измеренные значения напряженности магнитного поля Н1 и Н2 для каждой оси объекта.
Местоположение источника магнитного момента на данной оси можно вычислить по формуле
где: H1 - напряженность магнитного поля, измеренная первым измерителем [А/м];
Н2 - напряженность магнитного поля, измеренная вторым измерителем [А/м],
2r=r1+r2 - расстояние между измерителями в каждой паре [м].
Магнитный момент каждой из трех взаимно ортогональных компонент вычисляют по известной формуле
Общий магнитный момент образца
Экспериментальная проверка предлагаемого способа была осуществлена следующим образом. По обе стороны от измерительной площадки на расстоянии 0,5 м от ее центральной части были установлены два феррозондовых магнитометра, ориентированных перпендикулярно к направлению магнитного меридиана и отнивелированных горизонтально, чтобы первоначальные показания приборов были близки к нулю. Перед каждым измерением показания магнитометров подводились к нулю с помощью компенсаторов. Для градуировки измерителей был использован постоянный магнит размером 10×10×10 мм, магнитный момент которого МЭ=1.0 А·м2. Процесс градуировки происходил следующим образом. Магнит установили в центр площадки, магнитную ось магнита ориентировали вдоль измерительной оси, направленной от одного измерителя к другому. Снимали показания магнитометров, магнит поворачивали на 180° и снова снимали показания магнитометров. Напряженность магнитного поля, измеренная магнитометрами, была равна: H1=Н2=±16 А/м.
Это свидетельствует о том, что магнитометры расположены симметрично относительно центра площадки, а измерители имеют одинаковый коэффициент преобразования, равный 1 (единице). Затем в центр площадки установили, имитатор исследуемого объекта, который представлял собой прямоугольную алюминиевую емкость размером 40×40×80 см. Емкость ориентировали длинной стороной параллельно измерительной линии. Упомянутый эталонный магнит поместили внутрь емкости, направив магнитную ось магнита вдоль измерительной линии, соединяющей оба измерителя. Произвели одновременные измерения двумя измерителями и получили следующий результат: Н1=6,5 А/м, Н2=62 А/м.
Полученные в результате вычисления по формуле (1) расстояния от источника магнитного момента до первого и второго измерителя соответственно были равны: r1=0,68 м, r2=0,32 м. Контрольные измерения этих расстояний с помощью линейки подтвердили результат.
Повторные измерения проведены после смещения магнита (имитатора источника магнитного момента объекта) на произвольное расстояние в другую сторону вдоль измерительной оси.
Получили следующий результат:
Н1=181 А/м; Н2=4 А/м; r1=0,22 м; r2=0,78 м
Контрольные вычисления магнитного момента имитатора по известной формуле (3) показали результаты, разброс которых не превышал 5% от среднего значения вычисленного магнитного момента.
Таким образом, поставленный эксперимент показал, что осуществление предложенного способа позволяет определять местоположение источника магнитного момента и величину его магнитного момента с достаточной точностью.
Claims (1)
- Способ определения магнитного момента объекта, включающий эталонирование измерителей, измерение компонент магнитного момента в трех взаимно ортогональных направлениях в системе координат, связанных с исследуемым объектом, с последующим определением параметров его магнитного момента, отличающийся тем, что для измерения каждой компоненты магнитного момента устанавливают пару измерителей, разнесенных на соответствующее предполагаемому размеру исследуемого объекта известное расстояние вдоль направления исследуемой компоненты, производят одновременные измерения всеми измерителями и для каждой компоненты определяют местоположение источника магнитного момента по следующей формуле:
r2=2r-r1,
где H1 и Н2 - напряженность магнитного поля, измеренная первым и вторым измерителем пары, А/м;
r1 и r2 - расстояние от источника магнитного момента до первого и второго измерителя соответственно, м;
2r - расстояние между измерителями в каждой паре, м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112447/28A RU2375721C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ определения магнитного момента объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112447/28A RU2375721C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ определения магнитного момента объекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008112447A RU2008112447A (ru) | 2009-10-10 |
RU2375721C1 true RU2375721C1 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=41260320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008112447/28A RU2375721C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ определения магнитного момента объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2375721C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2628448C1 (ru) * | 2016-07-21 | 2017-08-16 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ измерения магнитных моментов объекта |
-
2008
- 2008-03-31 RU RU2008112447/28A patent/RU2375721C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2628448C1 (ru) * | 2016-07-21 | 2017-08-16 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ измерения магнитных моментов объекта |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008112447A (ru) | 2009-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102853760B (zh) | 一种三轴磁传感器磁轴垂直度的标定方法 | |
JP5620475B2 (ja) | 磁気によって位置を求めるための方法及び装置 | |
Lee et al. | Magnetic tensor sensor for gradient-based localization of ferrous object in geomagnetic field | |
CN109633490B (zh) | 一种全张量磁梯度测量组件的标定方法 | |
RU2630856C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния подземных трубопроводов | |
CN109883415A (zh) | 一种基于三角函数拟合的旋转磁场定位方法 | |
Sapunov et al. | Ground overhauser DNP geophysical devices | |
CN107390155A (zh) | 一种磁传感器校准装置和方法 | |
RU2016110439A (ru) | Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций и устройство для его осуществления | |
Luo et al. | Calibration strategy and generality test of three-axis magnetometers | |
CN104375102A (zh) | 地磁场下待测体剩磁矩与感磁矩快速测量方法 | |
US20220252440A1 (en) | Calibration and verification system and method for directional sensor | |
Zikmund et al. | Precise scalar calibration of a tri-axial Braunbek coil system | |
RU2375721C1 (ru) | Способ определения магнитного момента объекта | |
RU164969U1 (ru) | Узел датчиков для диагностики технического состояния подземных трубопроводов | |
RU154801U1 (ru) | Установка для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих материалов | |
Csontos et al. | How to control a temporary DIDD based observatory in the field? | |
CZ300974B6 (cs) | Zarízení a zpusob urcování magnetického pole | |
CN102621506A (zh) | 岩矿石标本磁参数的总场磁力仪4方位测定方法及其装置 | |
CN108169698A (zh) | 一种利用合成标量磁场测量磁场线圈的磁轴正交度方法 | |
US10302733B2 (en) | NMR spin-echo amplitude estimation | |
US3114103A (en) | Method of making an electromagnetic measurement | |
RU2815766C1 (ru) | Способ измерения координат магнитного диполя | |
Xiao | Three-axis fluxgate sensor error correction | |
Pang et al. | Three axis fluxgate magnetometer array calibration using nonmagnetic rotation platform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170401 |