RU2772565C1 - Method for measuring transverse component of magnetic induction on axis of ring magnets and magnetic systems - Google Patents
Method for measuring transverse component of magnetic induction on axis of ring magnets and magnetic systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772565C1 RU2772565C1 RU2021124757A RU2021124757A RU2772565C1 RU 2772565 C1 RU2772565 C1 RU 2772565C1 RU 2021124757 A RU2021124757 A RU 2021124757A RU 2021124757 A RU2021124757 A RU 2021124757A RU 2772565 C1 RU2772565 C1 RU 2772565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic induction
- value
- point
- magnetic
- transverse component
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и метрологии электрических и магнитных полей, может быть использовано при измерении малых компонент магнитного поля в магнитных системах с высокими значениями магнитной индукции и ее градиента. Наиболее целесообразно применение изобретения при измерении дефокусирующих компонент магнитного поля в магнитных фокусирующих системах и кольцевых магнитах.The invention relates to the field of electrical engineering and metrology of electric and magnetic fields, can be used in measuring small components of the magnetic field in magnetic systems with high values of magnetic induction and its gradient. The application of the invention is most expedient when measuring the defocusing components of the magnetic field in magnetic focusing systems and ring magnets.
Измерение поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля является очень важной технологической операцией при изготовлении магнитных фокусирующих систем электровакуумных приборов СВЧ, которая может производиться с помощью устройства для контроля магнитных систем, содержащего последовательно соединенные генератор постоянного тока, зонд с датчиком Холла и усилитель; с целью повышения точности и производительности контроля устройство снабжено подключенными к выходу усилителя двумя полосовыми фильтрами, причем зонд установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси, датчик Холла размещен на оси зонда, один из полосовых фильтров настроен на частоту питания, а другой на частоту, равную алгебраической сумме частот питания и вращения [Авторское свидетельство СССР №960679, опубл. 23.09.1982]. Данное устройство имеет существенный недостаток, так как не позволяет минимизировать погрешность измерений, связанную с несоосностью и наклоном датчика Холла в измерительном зонде и центрирующей оснастке, при этом погрешность составляет не менее 20-30%.Measurement of the transverse component of the focusing magnetic field is a very important technological operation in the manufacture of magnetic focusing systems of microwave electrovacuum devices, which can be performed using a device for monitoring magnetic systems, containing a DC generator, a probe with a Hall sensor and an amplifier connected in series; in order to increase the accuracy and performance of the control, the device is equipped with two band-pass filters connected to the amplifier output, and the probe is installed with the possibility of rotation around its own axis, the Hall sensor is placed on the axis of the probe, one of the band-pass filters is tuned to the power frequency, and the other to a frequency equal to the algebraic the sum of the frequencies of power and rotation [USSR author's certificate No. 960679, publ. 09/23/1982]. This device has a significant drawback, since it does not allow minimizing the measurement error associated with the misalignment and inclination of the Hall sensor in the measuring probe and centering equipment, while the error is at least 20-30%.
Наиболее близкой к предлагаемому способу является методика измерения поперечной составляющей магнитного поля с помощью измерительного зонда с датчиком Холла с тесламетром (состоит из стабилизатора постоянного тока и усилителя ЭДС Холла), включающая в себя поиск максимального значения поперечной составляющей магнитного поля при повороте зонда с датчиком Холла вокруг своей оси, последующее измерение поперечной составляющей магнитного поля после поворота зонда вокруг своей оси на 180° относительно положения зонда при максимальном значении поперечной составляющей магнитного поля и вычисление истинного значения поперечной составляющей магнитного поля по формулеThe closest to the proposed method is a method for measuring the transverse component of the magnetic field using a measuring probe with a Hall sensor with a teslameter (consists of a DC stabilizer and an EMF Hall amplifier), which includes searching for the maximum value of the transverse component of the magnetic field when the probe with the Hall sensor is rotated around of its axis, the subsequent measurement of the transverse component of the magnetic field after turning the probe around its axis by 180° relative to the position of the probe at the maximum value of the transverse component of the magnetic field and calculating the true value of the transverse component of the magnetic field by the formula
где Вп - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля;where In p - the true value of the transverse component of the magnetic field;
Вмакс - максимальное значение поперечной составляющей магнитного поля при повороте зонда с датчиком Холла вокруг своей оси;B max - the maximum value of the transverse component of the magnetic field when the probe with the Hall sensor is rotated around its axis;
В180 - значение поперечной составляющей магнитного поля после поворота зонда вокруг своей оси на 180° относительно положения зонда при Вмакс.B 180 - the value of the transverse component of the magnetic field after turning the probe around its axis by 180° relative to the position of the probe at B max .
Данная методика позволяет обеспечить наименьшую погрешность, связанную с несоосностью и наклоном датчика Холла в измерительном зонде и центрирующей измерительной оснастке. При этом направлением поперечной составляющей считают направление Вмакс [Е.И. Каневский, Е.А. Майорова, О.И. Романов «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока» // Электронная техника, сер.1, 1970, №6, с. 40-50]. Такой способ имеет следующие недостатки:This technique allows to ensure the smallest error associated with misalignment and inclination of the Hall sensor in the measuring probe and centering measuring equipment. In this case, the direction of the transverse component is considered the direction B max [E.I. Kanevsky, E.A. Mayorova, O.I. Romanov "Relationship between the transverse component of the focusing magnetic field and the current settling of the electron beam" // Elektronnaya Tekhnika, Ser.1, 1970, No. 6, p. 40-50]. This method has the following disadvantages:
- поиск Вмакс носит субъективный характер, его результат зависит от опыта и квалификации персонала, выполняющего измерения;- the search for Bmax is subjective, its result depends on the experience and qualifications of the personnel performing the measurements;
- при использовании автоматизированного оборудования необходимо выполнять значительное количество измерений, что увеличивает время контроля и усложняет конструкцию оснастки и самого оборудования.- when using automated equipment, it is necessary to perform a significant number of measurements, which increases the control time and complicates the design of the tooling and the equipment itself.
Технический результат предлагаемого изобретения - упрощение и снижение времени измерений, повышение точности расчета поперечной составляющей магнитного поля, а также возможность определения угла направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения.The technical result of the invention is to simplify and reduce the measurement time, increase the accuracy of calculating the transverse component of the magnetic field, as well as the ability to determine the angle of the direction of the transverse component of the magnetic induction relative to the selected zero position.
Для достижения технического результата предлагается способ измерения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем с помощью зонда с датчиком Холла типа М, отличающийся от известных способов тем, что взамен поиска максимального и минимального значений поперечной составляющей при вращении зонда с датчиком Холла определяются значения поперечной составляющей в четырех по азимуту точках, с поворотом на 90°. По результатам измерений соответственно определяются четыре значения: значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°, значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°. Истинное значение поперечной составляющей магнитной индукции высчитывается по формулеTo achieve a technical result, a method is proposed for measuring the transverse component of magnetic induction on the axis of ring magnets and magnetic systems using a probe with a type M Hall sensor, which differs from known methods in that instead of searching for the maximum and minimum values of the transverse component during rotation of the probe with a Hall sensor, the values are determined transverse component at four azimuth points, rotated by 90°. Based on the measurement results, four values are respectively determined: the value of magnetic induction at a point with zero rotation, the value of magnetic induction at a point with a turn of 90°, the value of magnetic induction at a point with a turn of 180°, the value of magnetic induction at a point with a turn of 270°. The true value of the transverse component of magnetic induction is calculated by the formula
где Вп - истинное значение поперечной составляющей магнитного поля;where In p - the true value of the transverse component of the magnetic field;
B180 - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 180°;B 180 - the value of the magnetic induction at a point rotated by 180°;
В0 - значение магнитной индукции в точке с нулевым поворотом;B 0 - the value of the magnetic induction at a point with zero rotation;
В270 - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 270°;B 270 - the value of the magnetic induction at a point rotated by 270°;
В90 - значение магнитной индукции в точке с поворотом на 90°.B 90 - the value of the magnetic induction at a point rotated by 90 °.
Предложенный способ легко применять в автоматизированном измерительном оборудовании. Например, в автоматизированном комплексе типа «Медиана» шаг угла поворота составляет 2 градуса. Если для поиска максимального значения поперечной составляющей, необходимого для расчетов по методике-прототипу изобретения, потребуется фиксировать и сравнивать минимум 180 измеренных значений только в одной выбранной на оси точке измерения, то для определения поперечной составляющей магнитной индукции на оси кольцевых магнитов и магнитных систем по предлагаемому способу максимальное значение поперечной составляющей магнитной индукции вычислять не нужно, потребуется зафиксировать всего 4 измеренных значения, В0, В90, В180, В270.The proposed method is easy to apply in automated measuring equipment. For example, in an automated complex of the "Median" type, the step of the angle of rotation is 2 degrees. If in order to search for the maximum value of the transverse component necessary for calculations according to the prototype method of the invention, it will be necessary to record and compare at least 180 measured values in only one measurement point selected on the axis, then to determine the transverse component of magnetic induction on the axis of ring magnets and magnetic systems according to the proposed method, the maximum value of the transverse component of magnetic induction does not need to be calculated, it will be necessary to fix only 4 measured values, V 0 , V 90 , V 180 , V 270 .
Также с помощью полученных по предлагаемому способу значений В0, В90, В180, В270 можно определить угол направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения. Угол направления поперечной составляющей магнитной индукции относительно выбранного нулевого положения (α) определяют как арктангенс (arctg) отношения разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 270° (В270) и значения магнитной индукции в точке с поворотом на 90° (В90) к разности значения магнитной индукции в точке с поворотом на 180° (В180) и значения магнитной индукции в точке с нулевым поворотом (В0):Also, using the values obtained by the proposed method B 0 , B 90 , B 180 , B 270 , you can determine the angle of the direction of the transverse component of the magnetic induction relative to the selected zero position. The angle of direction of the transverse component of magnetic induction relative to the selected zero position (α) is determined as the arc tangent (arctg) of the ratio of the difference between the value of magnetic induction at a point with a turn of 270 ° (B 270 ) and the value of magnetic induction at a point with a turn of 90 ° (B 90 ) to the difference between the value of magnetic induction at a point with a turn of 180 ° (B 180 ) and the value of magnetic induction at a point with zero turn (B 0 ):
Источники информации:Sources of information:
1. Устройство для контроля магнитных систем. Е.В. Комаров, А.В. Гуськов. Авторское свидетельство СССР №960679, МПК G01R 33/07, опубл. 23.09.1982.1. Device for monitoring magnetic systems. E.V. Komarov, A.V. Guskov. USSR author's certificate No. 960679, IPC G01R 33/07, publ. 09/23/1982.
2. Е.И. Каневский, Е.А. Майорова, О.И. Романов «Связь между поперечной составляющей фокусирующего магнитного поля и токооседанием электронного потока» // Электронная техника, сер.1, 1970, №6, с. 40-502. E.I. Kanevsky, E.A. Mayorova, O.I. Romanov "Relationship between the transverse component of the focusing magnetic field and the current settling of the electron beam" // Elektronnaya Tekhnika, Ser.1, 1970, No. 6, p. 40-50
Claims (9)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772565C1 true RU2772565C1 (en) | 2022-05-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU991338A1 (en) * | 1981-07-30 | 1983-01-23 | Предприятие П/Я А-1216 | Magnetic induction standard |
| SU1061079A1 (en) * | 1982-02-18 | 1983-12-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Полупроводников Ан Литсср | Method and device for measuring alternate magnetic field induction |
| CN202305776U (en) * | 2011-10-19 | 2012-07-04 | 安泰科技股份有限公司 | Magnetic induction measuring device |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU991338A1 (en) * | 1981-07-30 | 1983-01-23 | Предприятие П/Я А-1216 | Magnetic induction standard |
| SU1061079A1 (en) * | 1982-02-18 | 1983-12-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Полупроводников Ан Литсср | Method and device for measuring alternate magnetic field induction |
| CN202305776U (en) * | 2011-10-19 | 2012-07-04 | 安泰科技股份有限公司 | Magnetic induction measuring device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Черкасова О. А., Кивокурцев А. Ю. "Исследование поперечной составляющей магнитной индукции для обеспечения надежности магнитных фокусирующих систем". Гетеромагнитная микроэлектроника: сборник научных трудов / под ред. проф. А. В. Ляшенко. - Саратов: Изд-во ОАО "Институт критических технологий", 2017. - Вып. 23: Теоретические и экспериментальные исследования, компьютерные технологии. Методические аспекты физического образования. Экономика в промышленности. Стр. 29-33. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jung et al. | Online diagnosis of induction motors using MCSA | |
| CN113748326B (en) | Method for estimating bearing fault severity for induction motor | |
| JP6017649B2 (en) | Abnormal diagnosis method for rotating machinery | |
| Bosco et al. | Phase comparison of high-current shunts up to 100 kHz | |
| Cataliotti et al. | Improvement of Hall effect current transducer metrological performances in the presence of harmonic distortion | |
| CN107210690A (en) | The angular error means for correcting of position detector and angular error bearing calibration | |
| CN108983126B (en) | Device and method for identifying local demagnetization fault of secondary stage of linear motor | |
| RU2772565C1 (en) | Method for measuring transverse component of magnetic induction on axis of ring magnets and magnetic systems | |
| KR101335162B1 (en) | Position aberration correction device and method for resolver | |
| Sadoughi et al. | A new approach for induction motor broken bar diagnosis by using vibration spectrum | |
| CN114002475A (en) | Lightning arrester resistive current on-line monitoring method | |
| CN109901008A (en) | A kind of generator rotor interturn short-circuit test method | |
| Dehina et al. | On‐line detection and estimation of harmonics components in induction motors rotor fault through a modified Prony's method | |
| Arpaia et al. | Multipole correction of stretched-wire measurements of field-gradients in quadrupole accelerator magnets | |
| An et al. | Analysis calculation and testing of rotary inductosyn angle measuring errors | |
| Ewert | Application of neural networks and axial flux for the detection of stator and rotor faults of an induction motor | |
| CN116087315A (en) | Cable defect nondestructive detection system and method based on electromagnetic induction | |
| CN113109665B (en) | Voltage sag source positioning method based on positive sequence component phase difference | |
| Pogliano et al. | Wideband phase comparator for high current shunts | |
| Das et al. | Noniterative digital AC bridge balance | |
| CN110868112B (en) | Method and device for detecting initial position of motor rotor based on K-approach optimization estimation | |
| Muratova et al. | Information-measuring system for rapid determination of power electrical equipment parameters | |
| Liu et al. | Permanent magnet synchronous motor winding fault simulation and diagnosis | |
| Polat et al. | Investigation of the effects of eccentricity on induction motor via multi-resolution wavelet analysis | |
| Cabanas et al. | A new methodology for applying the FFT to induction motor on-line diagnosis |