RU2774178C2 - Устройство для измерения магнитного момента объектов - Google Patents
Устройство для измерения магнитного момента объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774178C2 RU2774178C2 RU2020133853A RU2020133853A RU2774178C2 RU 2774178 C2 RU2774178 C2 RU 2774178C2 RU 2020133853 A RU2020133853 A RU 2020133853A RU 2020133853 A RU2020133853 A RU 2020133853A RU 2774178 C2 RU2774178 C2 RU 2774178C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic moment
- measuring
- magnetic
- magnetometric sensor
- sensors
- Prior art date
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 description 1
- 240000003497 Rubus idaeus Species 0.000 description 1
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 description 1
- 229920001895 acrylonitrile-acrylic-styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и технической физике. Устройство для измерения магнитного момента объектов содержит магнитометрический датчик, выход которого подключен к вычислительному устройству, при этом дополнительно введен второй магнитометрический датчик, установленный на заданном расстоянии от первого, исходя из чувствительности датчиков, оси чувствительности которых должны совпадать, причем выход второго магнитометрического датчика соединен со входом блока определения магнитного момента. Технический результат – повышение точности определения магнитного момента объекта. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и технической физике. Устройство может быть использовано для измерения магнитных характеристик источников магнитного поля - соленоидов и намагниченных тел, в частности для проведения измерений их магнитных моментов.
Известен способ измерения магнитных моментов объектов (патент RU 2628448, МПК G01R 33/12, 21.07.2016), в котором магнитные моменты объекта определяются по результатам измерения составляющих индукции магнитного поля магнитоизмерительными датчиками измерительной системы, в центре которой размещен объект. Известен также способ определения магнитного момента объекта (патент RU 2375721, МПК G01R 33/12, 31.03.2008), когда измерения производятся одновременно парой приборов, расположенных по разные стороны от исследуемого объекта. Также известен способ определения магнитного момента квадратной катушки с током (RU 2307370). Недостатками данных способов являются технически сложные измерительные системы, схемы измерения и процедуры вычислений результатов измерений.
Наиболее близким по технической сущности является устройство измерения магнитного момента токовых катушек (соленоидов) [Assessment of Parasitic Torques From Magnettorquers (AAS 03-031)/ Theil S., Offterdinger P., Matthews O. / American Astronautical Society 26th, Annual Rocky Mountain guidance and control conference. - 2003, Breckenridge, Vol.113, pp.315-324], содержащий магнитометрический датчик и блок определения магнитного момента объекта.
Недостатком данного способа является низкая точность определения магнитного момента объекта, обусловленная тем, что сложно определить расстояние R от магнитного центра намагниченного тела до магнитометрического датчика. Если источник магнитного поля не обладает геометрической симметрией, то погрешности определения расстояния R и, соответственно, вычисления магнитного момента будут большими.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности определения магнитного момента объекта.
Технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства, содержащего последовательно соединенные магнитометрический датчик и блок вычисления магнитного момента, дополнительно введен второй магнитометрический датчик, установленный на заданном расстоянии от первого магнитометрического датчика, выход которого соединен с соответствующим входом блока вычисления магнитного момента.
Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введен второй магнитометрический датчик, установленный на заданном расстоянии от первого, выход которого соединен со входом блока вычисления магнитного момента.
В известном устройстве-прототипе с помощью датчика измеряется магнитная индукция В магнитного поля магнитного диполя (соленоида), центр которого удален от датчика на некоторое расстоянии R. Известно [Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 3-х т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. - 3-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1988. - 496 с., см. стр. 138], что индукция магнитного поля для соленоида, в рамках модели магнитного диполя, равна:
где μ0=1,26⋅10-6 Гн⋅м-1 - магнитная постоянная.
Измерив величину В можно, например, с помощью блока вычисления магнитного момента, определить по формуле 1 магнитный момент соленоида Pm.
Структура предлагаемого устройства приведена на фигуре, где введены обозначения: 1 - магнитометрический датчик, 2 - блок определения магнитного момента, d - расстояние между первым магнитометрическим датчиком 1.1 и вторым магнитометрическим датчиком 1.2.
Применение устройства основано на том, что для измерения магнитного момента объекта Pm на произвольном расстоянии R, превышающем линейные размеры объекта, и исходя из чувствительности датчиков, размещаются два, жестко механически соединенных, магнитометрических датчика 1.1 и 1.2, расстояние между которыми известно и равно d. Оси чувствительности датчиков должны совпадать. Перемещая датчики 1.1 и 1.2 вокруг объекта и сохраняя ориентацию оси чувствительности датчиков по направлению к объекту, находят местоположение датчиков, когда результаты измерения индукции поля В1 и В2 датчиком 1.1 и датчиком 1.2 соответственно, имеют наибольшее значение. Это означает, что вектор намагниченности объекта совпадает с осью чувствительности датчиков.
Индукции магнитного поля, измеряемые датчиками 1.1 и 1.2, определяются по формулам (2) соответственно:
где R - расстояние между объектом и ближайшим к нему датчиком 1.1 (неизвестная величина).
Из отношения
Видно, что расстояние от магнитного центра объекта до магнитометрического датчика 1.1 будет равно
Подставив (4) в (1) получаем, что искомый магнитный момент объекта можно определить как
Видно, что для его определения не требуется знать расстояние R.
Этим достигается указанный в изобретении технический результат.
Датчики должны быть векторными любого типа: датчики Холла; феррозондовые датчики; магниторезистивные и т.п.
Назначение блока определения магнитного момента объекта ясно из названия. Он может быть выполнен, например, на основе одноплатного микрокомпьютера Raspberry Pi3 (см. https://technopoint.ru, последнее обращение 11.03.20). На его входы поступают сигналы соответствующие значениям В1 и В2, далее, в соответствии с программным обеспечением, происходит вычисление магнитного момента по формуле (5).
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности определения магнитного момента объекта.
Claims (1)
- Устройство для измерения магнитного момента объектов, содержащее магнитометрический датчик, выход которого подключен к вычислительному устройству, отличающееся тем, что дополнительно введен второй магнитометрический датчик, установленный на заданном расстоянии от первого, исходя из чувствительности датчиков, оси чувствительности которых должны совпадать, причем выход второго магнитометрического датчика соединен со входом блока определения магнитного момента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133853A RU2774178C2 (ru) | 2020-10-13 | Устройство для измерения магнитного момента объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020133853A RU2774178C2 (ru) | 2020-10-13 | Устройство для измерения магнитного момента объектов |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020133853A3 RU2020133853A3 (ru) | 2022-04-13 |
| RU2020133853A RU2020133853A (ru) | 2022-04-13 |
| RU2774178C2 true RU2774178C2 (ru) | 2022-06-15 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1711101A1 (ru) * | 1989-07-06 | 1992-02-07 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Устройство дл измерени дипольного магнитного момента |
| RU2572297C1 (ru) * | 2014-11-06 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | Система катушек для вибрационного магнитометра |
| 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 |
| CN211123228U (zh) * | 2019-11-21 | 2020-07-28 | 苏州大学文正学院 | 一种测量磁体磁矩及金属电导率的装置 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1711101A1 (ru) * | 1989-07-06 | 1992-02-07 | Ленинградское Производственное Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова | Устройство дл измерени дипольного магнитного момента |
| RU2572297C1 (ru) * | 2014-11-06 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук | Система катушек для вибрационного магнитометра |
| 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 |
| CN211123228U (zh) * | 2019-11-21 | 2020-07-28 | 苏州大学文正学院 | 一种测量磁体磁矩及金属电导率的装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Голев И.М., Никитина Е.А. и др. Применение градиентометрических схем для выделения вклада различных источников магнитных полей. УДК 621.317.4. 2017. Стр. 133-137. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5620475B2 (ja) | 磁気によって位置を求めるための方法及び装置 | |
| RU2568808C2 (ru) | Способ и устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов | |
| Gang et al. | Linear calibration method of magnetic gradient tensor system | |
| Pasadas et al. | Inspection of cracks in aluminum multilayer structures using planar ECT probe and inversion problem | |
| Sapunov et al. | Ground overhauser DNP geophysical devices | |
| Narkhov et al. | Novel quantum NMR magnetometer non-contact defectoscopy and monitoring technique for the safe exploitation of gas pipelines | |
| RU164969U1 (ru) | Узел датчиков для диагностики технического состояния подземных трубопроводов | |
| RU2774178C2 (ru) | Устройство для измерения магнитного момента объектов | |
| Zikmund et al. | Precise scalar calibration of a tri-axial Braunbek coil system | |
| RU154801U1 (ru) | Установка для исследования электрофизических свойств высокотемпературных сверхпроводящих материалов | |
| US6714008B1 (en) | Gradiometric measurement methodology for determining magnetic fields of large objects | |
| Holmes | Theoretical development of laboratory techniques for magnetic measurement of large objects | |
| Li et al. | Preprocessed method and application of magnetic gradient tensor data | |
| RU2620326C1 (ru) | Устройство для бесконтактной диагностики технического состояния подземных трубопроводов с возможностью калибровки в полевых условиях | |
| Tomek et al. | Application of fluxgate gradiometer in magnetopneumography | |
| RU2686855C1 (ru) | Градиентометрический способ магнитной съемки и устройство для его осуществления | |
| Alatawneh et al. | Calibration of the tangential coil sensor for the measurement of core losses in electrical machine laminations | |
| US3114103A (en) | Method of making an electromagnetic measurement | |
| RU2357295C1 (ru) | Установка для исследования магнитного поля прямоугольного контура с током | |
| Reutov et al. | Hardware for inspection of ferromagnetic low coercive-force articles | |
| Liu et al. | A high precision proton magnetometer based on a multi-channel frequency measurement | |
| RU2375721C1 (ru) | Способ определения магнитного момента объекта | |
| RU2739730C1 (ru) | Способ измерения намагниченности вещества методом ядерного магнитного резонанса | |
| KR101976552B1 (ko) | 자성체 특성 분석시스템 및 방법 | |
| Ning et al. | The application of AMR sensor in the magnetic object detection and localization |