SU696397A1

SU696397A1 - Method of checking magnetic field asymmetry of a magnet

Info

Publication number: SU696397A1
Application number: SU772516006A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Монахов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5174
Priority date: 1977-08-02
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1979-11-05

Description

Изобретение относитс к технике магнитных измерений и может быть использовано в электротехнике, в частности, при производстве приборов с магнитными системами аксиальной структуры, где необходим контроль совпадени геометрической и магнитной осей. Известен способ контрол асимметрии пол магнита, согласно которому контроль нарушени симметрии магнитной системы провод т путем измерени трех составл ющих индукции в рабочем объеме систе мы 1. В магнитах с аксиально-сим метричным полем измер ют с помощью эффекта холла на оси рабочего объе ма поперечную составл ющую индукции (амплитуду напр женности пол и азимут) в каждом сечении. По величине и азимуту поперечной состав л ющей суд т о расхождении геометрической и магнитной осей магнита. При таком способе пластину датч Холла помещают вдоль геометрическо оси магнитной системы.При вращении датчика Холла в каждом фиксированном сечении на оси измер ют азимутальное распределение индукции и из распределени выбирают два экстремальных вектора индукции, полуразность которых определ ет величину поперечной составл ющей индукции. Достоверность результатов рассматриваемого способа низка, так как уровень поперечной составл ющей значительно меньше наводок от осевой и радиальной составл ющих индукции. Кроме того, при обработке результатов измерений необходимо опред1ел ть разность двух близких по величине сигналов, что приводит к повЕЛшенной относительной погрешности измерений поперечного вектора. Известен другой способ контрол асимметрии магнита, в котором провод тс измерени поперечной составл ющей с помощью эффекта Холла 2. Зонд с датчиком холла перемещают вдоль оси и в фиксированных сечени х измер ют поперечную составл ющую индукции. Такой способ измерений обладает малой разрешающей способностью, так как уровень поперечных составл ющих обычных мал (пор дка 10 т) , сравнительно с пол ми рассе ни , магнитным полем Земли, а величинаThe invention relates to a technique of magnetic measurements and can be used in electrical engineering, in particular, in the manufacture of devices with magnetic systems of axial structure, where the control of coincidence of the geometric and magnetic axes is necessary. The known method of controlling the asymmetry of the magnet field, according to which the symmetry breaking of the magnetic system is monitored by measuring the three components of induction in the working volume of system 1. In magnets with an axially symmetric field, the transverse composition is measured using an effect of a hall on the axis of the working volume. induction (amplitude field strength and azimuth) in each section. In terms of the magnitude and azimuth of the transverse composition of the vehicle, it is judged that the geometrical and magnetic axes of the magnet differ. With this method, the Hall sensor plate is placed along the geometrical axis of the magnetic system. When the Hall sensor rotates, the azimuthal distribution of induction is measured on the axis in each axis and two extreme induction vectors are selected from the distribution, the half-difference of which determines the value of the transverse induction component. The reliability of the results of this method is low, since the level of the transverse component is much less than pickups from the axial and radial components of induction. In addition, when processing measurement results, it is necessary to determine the difference of two signals of close magnitude, which results in an increased relative error of measurement of the transverse vector. Another method is known for controlling the asymmetry of a magnet in which measurements of the transverse component are made using Hall effect 2. The probe with the hall sensor is moved along the axis and the transverse component of induction is measured in fixed sections. This method of measurement has a low resolution, since the level of the transverse components of ordinary components is small (about 10 tons), compared with the scattering field, the Earth’s magnetic field, and

наводок от других составл ющих прев1з шает величину поперечной составл ющей . Точность измерений снилсаетс также вследствие двух видов движени (поступательного и вращательного) измерительного зона с датчиком Холла.pickups from other components exceed the value of the transverse component. The measurement accuracy is also reduced due to two types of movement (translational and rotational) of the measuring area with a Hall sensor.

Целью насто щего изобретени вл етс повышение чувствительности измерений.The purpose of the present invention is to increase the sensitivity of measurements.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе контрол асимметрии магнитного пол , основанном на взаимодействии магнитного пол с магнитоактивной средой, в приосевой области магнита создают электрический разр д газа при давлении 1-10 н/м , после чего по положению центра т жести возникшего газоразр дного шнура определ ют положение магнитной оси относительно геометрической в любом сечении магнита. На чертеже представлено устройство дл реализации данного способа .This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the asymmetry of a magnetic field, based on the interaction of a magnetic field with a magnetically active medium, an electric discharge of gas is created in the paraxial region of the magnet at a pressure of 1-10 n / m, then the position of the center of gravity of the generated gas discharge Cord determine the position of the magnetic axis relative to the geometric in any section of the magnet. The drawing shows a device for implementing this method.

в рабочий объем магнитной системы 1, состо щей из последовательно соединенных магнитом гких наконечников 2 и кольцевых магнитов 3, ввод тс в приосевую область вакуумный.стекл нный баллон 4, наполненный.неоном при давлении 1-10 н/м, и обойма 5, скольз ща по внутренней поверхности магнитной системы, принимаемой за базовую при измерени х. В обойму 5 вмонтированы коаксиально, равномерно по азимуту, идентичные по параметрам четыре фоторезистора б„ При подключении необходимых напр жений питани в газонаполненном баллоне возникает газовый разр д вдоль оси Z .The working volume of the magnetic system 1, consisting of successively connected magnetically soft tips 2 and ring magnets 3, is inserted into the paraxial region of a vacuum glass bottle 4 filled with neon at a pressure of 1-10 N / m, and a holder 5, a slip on the inner surface of the magnetic system, taken as the base when measuring. In the holder 5, four photoresistors, identical in parameters, are mounted coaxially, uniformly in azimuth. When the necessary supply voltages are connected in a gas-filled cylinder, a gas discharge occurs along the Z axis.

За счет; переменного магнитного сжати вдоль оси Z, (осева составл юща Bj измен ет свою величину ) диаметр газоразр дного шнура (посто нен по времени) пульсирует по оси Z. .At the expense of; variable magnetic compression along the Z axis, (the axial component of Bj changes its value) the diameter of the gas discharge cord (constant in time) pulses along the Z axis.

Давление в пределах 1-10 н/м л етс оптимальным дл данного способа ввиду того, что при повышенном , давлении реакци газоразр дного шнура к поперечной сост--авл ющей незначительна, в то врем как освещенность от газоразр дного шнура повышенна ; с другой стороны: реакци на поперечную составл ющую газоразр дного шнура при пониженном давлении значительна, а сигналы фоторезисторов - небольшие. Положение центра т жести газоразр дного шнура определ ют установленными равномерно по азимуту коаксиально геометрической оси магнита идентичными по оптическим параметрам двум парами фоторезисторов. Спектральна чувствительность .фоторезисторов совпадает со спектром излучени , используемого в разр дном промежутке газа.The pressure in the range of 1-10 n / m is optimal for this method due to the fact that at elevated pressure, the reaction of the gas discharge cord to the cross section is insignificant, while the illumination from the discharge cord is increased; on the other hand, the response to the transverse component of the gas discharge cord under reduced pressure is significant, and the photoresistor signals are small. The position of the center of gravity of the gas discharge cord is determined by the uniformly installed azimuth of the magnet axis of the magnet, coaxial with the geometrical axis of the magnet, identical in optical parameters by two pairs of photoresistors. The spectral sensitivity of the photoresistors coincides with the spectrum of radiation used in the discharge gap of the gas.

Фоторезисторы включают парами в дифференциальные схемы измерени пложени оси в двух взаимно перпендикул рных плоскост х дл исключени вли ни распределенной по оси пульсации границы свет щегос шнура .Photoresistors are included in pairs in differential circuits for measuring axis axis in two mutually perpendicular planes to eliminate the influence of the light of the cord that is distributed along the axis of the ripple.

Разностные сигналы нормируютс в усилител х и после усилени они пропорциональны вертикальному и горизонтальному расхождению магнитной и геометрической осей.Difference signals are normalized in amplifiers and, after amplification, they are proportional to the vertical and horizontal divergence of the magnetic and geometric axes.

Сложение и регистрацию сигналов вертикального и горизонтального отклонений оси провод т на двухкоординатном автоматическом потенциомере .The addition and registration of the signals of the vertical and horizontal axis deviations are carried out on a two-coordinate automatic potentiometer.

При перемещении обоймы с фоторезисторами вдоль оси на диаграммной бумаге автоматического потенциометра записывают положение магнитной оси в каждом сечении магнита относительно начала отсчета, принимаемого за положение геометрической оси.When moving the cage with photoresistors along the axis on the chart paper of an automatic potentiometer, record the position of the magnetic axis in each section of the magnet relative to the origin, taken as the position of the geometric axis.

Разрешающа способность предлагаемого способа велика, так как положение газоразр дного шнура в каждом сечении определ етс напр женностью электрического пол газоразр дного пространства, определ емого напр жением, приложенным между электродами, которое может -быть стабилизировано, и поперечной составл ющей индукции магнита, характеризующей асимметрию пол маг- нита.The resolution of the proposed method is large, since the position of the gas discharge cord in each section is determined by the strength of the electric field of the gas discharge space determined by the voltage applied between the electrodes, which can be stabilized, and the transverse component of the magnet induction characterizing the asymmetry of the field magnet.

Причем не требуетс жесткой центровки межэлектродного газового промежутка относительно магнита ввиду того, что газоразр дный шнур принимает устойчивое состо ние на магнитной оси..Moreover, a rigid alignment of the interelectrode gas gap with respect to the magnet is not required due to the fact that the gas discharge cord assumes a steady state on the magnetic axis ..

Серийно выпускаемые фоторезисторы в видимой части спектра обладают достаточной чувствительностью дл регистрации смещени газоразр дногр шнура в сотые доли миллиметра , что сравнимо с допусками на геометрические размеры магнита. Рассматриваемым способом проводились измерени магнитных периодических систем аксимальной структуры с внутренним диаметром рабочего канала 20 мм.Serially available photoresistors in the visible part of the spectrum have sufficient sensitivity to detect the displacement of the gas discharge of the cord in hundredths of a millimeter, which is comparable to the tolerances on the geometric dimensions of the magnet. The method under consideration was used to measure magnetic periodic systems of the maximum structure with an internal diameter of the working channel of 20 mm.

Да создани условий разр да в рабочем объеме.магнита и удобства измерений использовалс стекл нный баллон, наполненный неоном при давлении 1 н/м.In order to create discharge conditions in the working volume of the magnet and convenience of measurements, a glass cylinder filled with neon at a pressure of 1 N / m was used.

в области между внутренним дис1метром магнита и оболочкой вакуумного баллона помещалась обойма с четырьм фоторезисторами типа СФЗ, идентичными по параметрам сin the region between the internal magnet diameter and the shell of the vacuum cylinder was placed a holder with four photo-resistors of the PPS type, identical in parameters with

погрешностью 0,5%. Обойма перемещалась вдоль оси магнита, причем за базовую поверхность принималас внутренн поверхность магнита.with an error of 0.5%. The yoke moved along the axis of the magnet, and the inner surface of the magnet was adopted as the base surface.

Измерени проводились по двум каналам вертикального и горизонтального смещений осей с помощью двухкоординатного автоматического потенциометра.The measurements were carried out on two channels of vertical and horizontal axial displacements using a two-coordinate automatic potentiometer.

По предлагаемому способу отпадает необходимость дополнительной обработки результатов измерений.The proposed method eliminates the need for additional processing of measurement results.

Claims

1.Dof AppCied Physieb v 39, 10, 1968, p.- 4573-4580.

2. Electronic equipment, cep.l, Microwave Electronics, 1970, Vol.6, p. 51-59.

Sz out g