RU2677928C1 - Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы - Google Patents
Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677928C1 RU2677928C1 RU2017138172A RU2017138172A RU2677928C1 RU 2677928 C1 RU2677928 C1 RU 2677928C1 RU 2017138172 A RU2017138172 A RU 2017138172A RU 2017138172 A RU2017138172 A RU 2017138172A RU 2677928 C1 RU2677928 C1 RU 2677928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- sections
- magnetic moment
- measurement
- distance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 241000143957 Vanessa atalanta Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005404 magnetometry Methods 0.000 description 1
- NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N pyriproxyfen Chemical compound C=1C=CC=NC=1OC(C)COC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/16—Measuring susceptibility
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерения магнитного момента (ММ). Сущность изобретения заключается в том, что намагниченное тело делят на продольные участки одинакового объема, измеряют расстояния между центрами участков и измерительным и компенсационным датчиками трехкомпонентного дифференциального магнитометра, находят среднюю координатную матрицу для этих участков. По результатам измерения дифференциальным магнитометром индукции магнитного поля тела на расстоянии, равном примерно 0.8-1.4 длины тела, и по обратной средней для всех участков координатной матрице вычисляют искомый ММ тела. Технический результат – повышение точности измерения ММ. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области измерения магнитного момента (ММ), в частности крупногабаритного намагниченного тела удлиненной формы (например, корабля). Разумеется, речь идет о косвенном измерении ММ тела.
Известен двухточечный магнитометрический метод измерения ММ [1. Семенов В.Г. и Сонина В.Э. Анализ методов измерения магнитных моментов // Метрология 1992 №8 С. 3-46]. Предполагалось, что метод [1] может применяться для измерения ММ крупногабаритных тел в дальней зоне (более полудлины тела), благодаря своей простоте и оперативности. Однако для тела удлиненной формы результирующая погрешность измерения этим методом достаточно велика (20-30%), причем в погрешности преобладает методическая составляющая или погрешность от недипольности (10-16%).
Известен также [2. Способ измерения магнитного момента крупногабаритного тела удлиненной формы. Патент РФ №2303792]. Способ [2] основан на измерениях магнитной индукции (МИ) в нескольких десятках точек ближней зоны (менее полудлины тела). В дальней зоне точность способа [2] ухудшается.
Недавно метод [1] был переработан и несколько улучшен [3. Иванов Ю.М., Гетъман Р.В., Матисов В.Я., Семенов В.Г. Анализ погрешностей измерения магнитного момента кораблей в дальнем поле. Тезисы доклада на Межведомственной научно-практической конференции «Актуальные проблемы военной науки». Военно-Морской Политехнический институт и Военно-Морская Академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова. 12.10.2017 г., г. Санкт-Петербург]. Метод [3] основан наряде инновационных технологий магнитометрии, среди них [4. Ю.М. Иванов, В.Г. Семенов. Корректирующие матрицы - путь к повышению точности трехкомпонентных магнитометров // Измерительная техника №6, 2013 г. С. 46-51] и [5. Ю.М. Иванов, В.Г. Семенов, К.В. Осипенко. Угловое согласование трехкомпонентных дифференциальных магнитометров // Научное обозрение. Технические науки, 2017, №2 С. 42-46].
В методе [3] приняты меры по снижению всех составляющих погрешности измерения ММ, кроме методической составляющей или погрешности от недипольности. Результирующая погрешность для [3] оценивается на уровне 7-10%.
Метод [3] принят в качестве ближайшего аналога заявляемого способа по совокупности существенных признаков.
Известный метод измерения ММ тела удлиненной формы включает измерения разности МИ тела в дальней зоне трехкомпонентными измерительным и компенсационным магнитометрами, а также измерения расстояний между датчиками этих магнитометров и телом.
Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа является наличие неуправляемой в [3] методической составляющей погрешности или погрешности от недипольности тела.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности измерения ММ тела удлиненной формы за счет снижения погрешности от недипольности тела.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении возможности работы измерительного и компенсационного магнитометров (или дифференциального магнитометра) на более высоких диапазонах МИ при измерении ММ в дальней зоне.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы, включающий измерения разности магнитной индукции в дальней зоне тела трехкомпонентными измерительным и компенсационным магнитометрами и расстояний между датчиками магнитометров и телом, отличается тем, что тело делят на продольные участки одинакового объема, измеряют расстояния между центрами участков и датчиков, затем измеряют магнитный момент по формуле
где М - измеряемый магнитный момент, Ам2;
μ0=4π×10-7 Гн/м - магнитная постоянная;
p - число участков разделения тела; i=1,2…p - индекс каждого участка;
RИДi - расстояние между центрами измерительного датчика и i-того участка, м;
RКДi - расстояние между центрами компенсационного датчика и i-того участка, м;
-1 - символ обратной матрицы содержимого внешних скобок правой части формулы;
ΔВИК - разность показаний измерительного и компенсационного магнитометров, Тл.
На фиг. 1 изображена схема измерения ММ тела удлиненной формы по известному способу [3], где 1 - тело удлиненной формы; 2 - центр тела 1; 3 - измерительный датчик (ИД); 4 - компенсационный датчик (КД) трехкомпонентного дифференциального магнитометра.
На фиг. 2 изображена схема измерения ММ тела удлиненной формы по заявляемому способу, где 1 - тело удлиненной формы; 3 - измерительный датчик (ИД); 4 - компенсационный датчик (КД) трехкомпонентного дифференциального магнитометра; 5, 6, 7, 8, 9 - центры участков, на которые разбито тело 1.
Известный метод (фиг. 1) действует по следующему уравнению измерения
где М - измеряемый ММ, Ам2;
ΔМнд(1) - погрешность уравнения измерения (1), или методическая погрешность, или погрешность от недипольности тела, Ам2;
μ0=4π×10-7 Гн/м - магнитная постоянная;
RИД0 и nИД0 - длина и единичное направление радиус-вектора между центром измерительного датчика и центром тела 0; (nn)ИД0 - матрица 3×3, образованная произведением столбца nИД0 на строку nИД0; I - единичная 3×3 матрица;
Для компенсационного датчика все пояснения аналогичны пояснениям для измерительного датчика, просто индекс ИД0 меняется на КД0;
-1 - символ обратной матрицы содержимого скобок правой части формулы;
ΔВИК - разность показаний измерительного и компенсационного магнитометров, Тл. Иногда для краткости эту матрицу называют координатной матрицей.
Заявляемый способ (фиг. 2) действует по следующему уравнению измерения
где ΔМнд(2)- погрешность уравнения измерения (2), Ам2; p - число участков разделения тела; i - индекс каждого участка тела 1; RИДi - расстояние между ИД и центром i-го участка тела 1; RКДi - расстояние между КД и центром i-го участка тела 1. В схеме на фиг. 2 р=5, i=5, 6, 7, 8, 9. Остальные пояснения аналогичны (1) и поэтому опущены.
Заявляемый способ проверен с помощью компьютерного моделирования (КМ) измерений MM (106 Ам2) тела длиной 121 м. RКД2=RИД2+50 м. (Более подробно методика КМ изложена в [3]). Оценки относительных результирующих погрешностей δ и методических составляющих δМ для известного и заявляемого способов (при р=3) представлены ниже в функции RИД0
Как видно из таблицы, заявляемый способ обеспечивает 5-тикратное повышение точности измерения ММ при разделении тела всего лишь на три участка (сравните минимумы погрешностей, выделенные полужирным шрифтом 0.07 и 0.014). Погрешности в строке слева от минимума определяются методическими составляющими, справа - инструментальными составляющими, которые, пропорциональны третьей степени расстояния RИД0, как показано в [3]. Заявляемый способ обеспечивает снижение методической составляющей и через нее - снижение всей результирующей погрешности слева от минимума известного способа 0.07. В результате в заявляемом способе минимум 0.014 образуется при меньшем расстоянии (100-150 м) и появляется возможность работы дифференциального магнитометра на более высоких (точных) пределах измерения.
Claims (11)
- Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы путем измерения разности магнитной индукции в дальней зоне тела трехкомпонентными измерительным и компенсационным магнитометрами и расстояний между датчиками магнитометров и телом, отличающийся тем, что тело делят на продольные участки одинакового объема, измеряют расстояния между центрами участков и датчиков, затем измеряют магнитный момент по формуле
- где М - измеряемый магнитный момент, Ам2;
- μ0=4π×10-7 Гн/м - магнитная постоянная;
- р - число участков разделения тела;
- i=1, 2…p - индекс каждого участка;
- RИДi - расстояние между центрами измерительного датчика и i-го участка, м;
- RКДi - расстояние между центрами компенсационного датчика и i-го участка, м;
- -1 - символ обратной матрицы содержимого внешних скобок правой части формулы;
- ΔВИК - разность показаний измерительного и компенсационного магнитометров, Тл.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138172A RU2677928C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138172A RU2677928C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677928C1 true RU2677928C1 (ru) | 2019-01-22 |
Family
ID=65085044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017138172A RU2677928C1 (ru) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677928C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755026C1 (ru) * | 2020-09-29 | 2021-09-10 | Акционерное общество "МЕРА" | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293345C1 (ru) * | 2005-11-10 | 2007-02-10 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Способ раздельного измерения индуктивного и постоянного магнитных моментов крупногабаритного ферромагнитного тела удлиненной формы |
RU2303792C1 (ru) * | 2005-12-12 | 2007-07-27 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Способ измерения магнитного момента крупногабаритного тела удлиненной формы |
CN104375102A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-25 | 北京卫星环境工程研究所 | 地磁场下待测体剩磁矩与感磁矩快速测量方法 |
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 |
-
2017
- 2017-11-01 RU RU2017138172A patent/RU2677928C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293345C1 (ru) * | 2005-11-10 | 2007-02-10 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Способ раздельного измерения индуктивного и постоянного магнитных моментов крупногабаритного ферромагнитного тела удлиненной формы |
RU2303792C1 (ru) * | 2005-12-12 | 2007-07-27 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Способ измерения магнитного момента крупногабаритного тела удлиненной формы |
CN104375102A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-25 | 北京卫星环境工程研究所 | 地磁场下待测体剩磁矩与感磁矩快速测量方法 |
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755026C1 (ru) * | 2020-09-29 | 2021-09-10 | Акционерное общество "МЕРА" | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110308490B (zh) | 基于磁传感器阵列的旋转运动磁异常目标探测装置及方法 | |
CN110274586B (zh) | 包含多光系原子磁力仪方向误差补偿的航空磁补偿方法 | |
CN106546235B (zh) | 一种基于载体补偿的磁性目标定位方法 | |
RU2677928C1 (ru) | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы | |
CN109307847B (zh) | 一种磁体的二阶欧拉反演法 | |
RU2452652C2 (ru) | Способ определения координат источника магнитного поля (варианты) | |
CN112362048A (zh) | 一种实用的磁梯度张量高精度单点定位方法 | |
CN115267622B (zh) | Hall探头感应区空间定位及标定装置及其使用方法 | |
US4672316A (en) | Method for calibrating a muzzle velocity measuring device | |
RU2628448C1 (ru) | Способ измерения магнитных моментов объекта | |
RU2755026C1 (ru) | Способ измерения магнитного момента тела удлиненной формы | |
CN111624531B (zh) | 一种用于tmr三轴集成磁传感器的分量解算方法 | |
RU2587111C1 (ru) | Способ съемки геомагнитного поля на акватории буксируемым магнитометром и устройство для его осуществления | |
CN108227037B (zh) | 一种降低三分量磁测系统载体干扰的差分磁补偿方法 | |
RU2456642C2 (ru) | Способ локализации магнитного диполя | |
RU2778326C1 (ru) | Устройство для определения координат и параметров движения наблюдаемого ферромагнитного объекта | |
Ge et al. | Modeling and reduction of the initial orientation error of a coil vector magnetometer | |
CN112344965B (zh) | 磁测信号与弹体坐标系间姿态失准角的在线标定补偿方法 | |
RU2789143C2 (ru) | Способ измерения приращения индукции магнитного поля дифференциальным магнитометром | |
RU2365877C1 (ru) | Способ определения магнитной девиации на подвижном объекте | |
RU2433420C1 (ru) | Способ локализации источника магнитного поля дипольной модели | |
Vorob’ev et al. | Evaluation of the influence of geomagnetic activity on metrological characteristics of inclinometric information measuring systems | |
RU2186966C2 (ru) | Способ определения и компенсации магнитной девиации инклинометра | |
RU2733100C1 (ru) | Способ измерения напряженности электрического поля повышенной точности | |
RU2776097C1 (ru) | Способ измерения напряженности электрического поля с использованием датчика сдвоенного типа |