SU1756841A1 - Способ градуировки холловских градиентометров - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  магнитных измерений и предназначено дл  градуировки образцовых и рабочих градиентометров с холловскими измерительными преобразовател ми . Цель изобретени  - расширение диапазона градуировки и повышение ее точности в области сильных градиентов магнитной индукции. Дл  этого в мере градиента магнитной индукции определ ют зависимость выходного напр жени  преобразовател  Холла измерительного зонда от магнитной индукции. Наход т значение магнитной индукции В в местах расположени  магнитных центров преобразователей Холла и определ ют базу АХ измерительного зонда. Последний помещают в неоднородное магнитное поле с последовательно увеличиваемым градиентом магнитной индукции . Фиксируют значение выходного сигнала градиентометра и сигналы преобразователей Холла зонда после каждой ступени увеличени  градиента магнитной индукции. По зависимост м выходных сигналов преобразователей Холла от магнитной индукции В определ ют значени  магнитных индукций BI, 62 в местах расположени  магнитных центров преобразователей и рассчитывают значение градиента магнитной индукции по формуле В (Bi - В2)/А X. Способ основан на помещении зонда в неоднородное магнитное поле с известным gradB и измерении выходного сигнала, соответствующего этому значению градиента. Зил. & е

Description

«si 01 О 00 4

Изобретение относитс  к области метрологического обеспечени  средств измерений градиентов магнитных индукций и может быть использовано дл  градуировки образцовых и рабочих градиентометров с холловскими измерительными преобразовател ми .

Цель изобретени  - расширение диапазона и повышение точности градуировки холловских градиентометров с малой базой

в области сильных градиентов магнитной индукции.

Указанна  цель достигаетс  за счет того , что согласно Способу градуировки холловских градиентометров, основанному на помещении измерительного зонда в магнитное поле с известным градиентом магнитной индукции и измерении выходного сигнала зонда, соответствующего заданному значению градиента, вначале в мере магнитной индукции определ ют зависимость выходного напр жени  преобразовател  Холла измерительного зонда от магнитной индукции U f(B), затем в мере градиента в виде катушек с током при заданном значении градиента gradB измер ют напр жени  U t и IJ2 на выходах обоих преобразователей Холла измерительного зонда и по зависимости U f(B) определ ют значени  магнитных индукций ЕЙ и в местах их расположени , на основании чего вычисл ют базу измерительного зонда градиентометра по формуле

Ri - Ro

ЛХ - .... , после чего измерительный grad и

зонд помещают в магнитное поле с последовательно увеличиваемым градиентом магнитной индукции и после каждой ступени увеличени  градиента измер ют напр жени  на выходах преобразователей Холла и самого градиентометра, вновь по зависимости U f(B) определ ют значени  магнитных индукций BI и В2 в местах расположени  преобразователей Холла, по

формуле grad 8 рассчитывают

значение градиента и таким образом устанавливают св зь между значением градиента магнитной индукции и соответствующим ему выходным сигналом градиентометра.

На фиг,1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - крива  зависимости выходного напр жени  преобразовател  Холла от магнитной индукции пол  U f(B); на фиг.З - градуировоч- на  характеристика холловского градиентометра.

Устройство, реализующее способ, включает меру магнитной индукции сильного однородного пол  - электромагнит 1 с плоскопараллельными полюсами 2, снабженный регулируемым источником 3 намагничивающего тока, тесламетр 4, вольтметр 5, расчетную меру градиента магнитной индукции в виде катушки 6 с током, снабженную регулируемым источником 7 тока и амперметром 8, источник сильного неоднородного пол  - электромагнит 9 с профильными наконечниками 10, снабженный регулируемым источником 11 намагничивающего тока, измерительный зонд 12 градиентометра 13, преобразователи Холла 14 и 15.

Вначале измерительный зонд 12 градиентометра 13, состо щий из двух первичных преобразователей Холла 14 и 15, магнитные центры которых наход тс  на некотором рассто нии ЛХ друг от друга, называемом базой градиентометра, помещаетс  в однородное магнитное поле меры магнитной индукции - межполюсное пространство

электромагнита 1 с плоскопараллельными полюсами 2. При этом однородность пол  в межполюсном пространстве должна быть такой, чтобы значение магнитных индукций

в местах расположени  первичных преобразователей Холла 14 и 15 были бы практически равны (отличие не должно превышать 0,1 + 0,3%). Дл  измерени  значени  магнитной индукции пол  используетс  теслометр 4, обеспечивающий погрешность измерени  не более 0,1 %

Измен   с помощью регулируемого источника 3 намагничивающего тока значение тока, протекающего по обмоткам электромагнита 1, ступен ми увеличивают от нул  до максимального значени  магнитную индукцию в его межполюсном пространстве. При этом с помощью вольтметра 5 поочередно после каждой ступени увеличени  измер ют напр жени  Ui и U2 на выходах

обоих первичных преобразователей Холла 14 и 15, По результатам измерений стро т кривые зависимости выходного напр жени  первичных преобразователей Холла от магнитной индукции.

При изготовлении градиентометров пары первичных преобразователей Холла подбираютс  таким образом, чтобы характеристики зависимостей выходного напр жени  от индукции пол  были бы

идентичными. В противном случае на выходе измерительного зонда будет иметьс  сигнал даже о отсутствие градиента пол , что недопустимо. Поэтому при тщательно подобранных преобразовател х Холла кривые

Ui f(B) и U2 f(B) практически совпадают, и, следовательно, зависимость напр жени  на их выходах от индукции пол  выражаетс  одной кривой U f(B). После получени  в мере магнитной индукции зависимости U

f(B) измерительный зонд 12 градиентометра 13 помещаетс  на оси меры градиента в виде катушки 6 с током. Пропуска  по катушке 6 определенный ток от регулируемого источника 7 тока и контролиру  его значение по амперметру 8, воспроизвод т в мере градиент заданного значени  дл  gradB. При заданном значении градиента пол  с помощью вольтметра 5 поочередно измер ют напр жение на выходах обоих преобразователей Холла 14 и 15 Ui и U2. Зна  эти напр жени , по кривой зависимости U f(B) определ ют значени  магнитных индукций BI и В2 в месте расположени  магнитных центров каждого из преобразователей Холла . После чего по выражению

АХ - . р вычисл ют базу градиентометра ДХ.

Далее измерительный зонд 12 градиентометра 13 помещают в неоднородное магнитное поле с некоторым неизвестным градиентом, создаваемое в межполюсном пространстве электромагнита 9 с профиль- ными наконечниками 10. После этого последовательно ступен ми увеличивают, начина  от нулевого до максимального значени , градиент магнитной индукции посредством увеличени  тока, протекающего по обмоткам электромагнита 9 от источника 11 регулируемого намагничивающего тока. После каждой ступени увеличени  градиента (тока) измер ют напр жени  Lh и U2 на выходах преобразователей Холла, а также самого градиентометра Ugrad. Затем, использу  зависимость U f(B) (фиг.2), определ ют значени  магнитных индукций Bi и В2 в местах расположени  преобразователей Холла (в местах расположени  магнит- иых центров преобразователей) и по

о , Do

формуле grad В рассчитывают

градиент магнитной индукции пол .

Таким образом, устанавливаетс  св зь между значени ми градиента магнитной индукции grad В и соответствующими ему значени ми напр жени  (сигнала) на выходе градиентометра 13 Ugrad, т.е. определ етс  градуировочна  характеристика градиенто- метра (фиг.З),

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ градуировки холловских градиентометров , основанный на помещении из- мерительного зонда в неоднородное магнитное поле с известным градиентом магнитной индукции и измерении выходного сигнала градиентометра, соответствующего этому значению градиента, о т л и ч а-

   ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  диапазона градуировки и повышени  ее точности в области сильных градиентов магнитной индукции, помещают измерительный зонд градиентометра в расчетную меру градиента магнитной индукции, устанавливают в мере заданное значение градиента и фиксируют соответствующее ему значение выходного сигнала зонда и сигналов на выходах обоих преобразователей Холла измерительного зонда градиентометра, по ре- зультатам измерени  и зависимости выходного напр жени  преобразователей Холла от магнитной индукции определ ют значени  магнитной индукции в местах расположени  магнитных центров преобразователей Холла и определ ют базу измерительного зонда градиентометра А v 81 - Ва

   после этог° измерительный

   зонд градиентометра помещают в неоднородное магнитное поле с последовательно увеличиваемым градиентом магнитной индукции и фиксируют значение выходного сигнала градиентометра, а также сигналы преобразователей Холла измерительного зонда после каждой ступени увеличени  градиента магнитной индукции, по зависимости выходных Сигналов преобразователей Холла от магнитной индукции определ ют значени  магнитных индукций в местах расположени  магнитных центров преобразователей Холла, рассчитывают значение градиента магнитной индукции по

   формуле grad В -ду 2, где Bi и В2 значени  магнитной индукции в местах расположени  преобразователей; ДХ - база измерительного зонда.

   ъ

   f

   ;

   2

   12.1W5

   Фиг.1