Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-59801363410.12737/22164Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеMeasuring the magnetic component of the electromagnetic fieldИзмеритель напряженности магнитной составляющей электромагнитного поля*ДударевКонстантин ГеннадиевичDudarevKonstantin ГеннадиевичВолошин Роман НиколаевичVoloshin Roman Николаевич14102016141020161649295https://naukaru.ru/en/nauka/article/13634/view
Предлагается устройство измерения напряженности магнитной составляющей электромагнитного поля. В качестве чув-ствительного элемента устройства измерения напряженности магнитного поля предложено использовать магнитодиоды, а для улучшения чувствительности применить метод гологра-фической интерферометрии. Предлагаемый измеритель состоит из калибровочной антенны, подключенной к выходу калиб-ровочного генератора и последовательно соединенных магнитодиода, фильтра, усилитель-корректора, интерферен-ционно-голографической системы и измерительного прибора. Калибровочный генератор сделан перестраиваемым. Приме-нение рассмотренного выше метода измерения напряженности магнитной составляющей электромагнитного поля позволит существенно повысить точность и удобство измерений, даст возможность создавать высокочувствительные, малогабарит-ные, сравнительно простые в эксплуатации приборы, обеспе-чивающие возможность сопряжения с различными устрой-ствами вывода и наглядности информации. Кроме того, отпадает необходимость в периодической поверке измерителя в стационарных условиях специализированного центра.
Калибровка измерителя используется для осуществления по-стоянной и своевременной коррекции изменений, связанных со старением, температурой, давлением и тряской.
A device for measuring the magnetic component of the electro-magnetic field is proposed. Magnetodiodes are offered to be used as an electromagnetic field-intensity meter sensing element, and the holometry method – to improve the sensitivity. The proposed meter consists of the standard antenna connected to the calibration genera-tor output, and of the series-connected magnetodiode, filter, processing amplifier, interference-holographic system, and meas-uring device. The calibration oscillator is made tunable. The appli-cation of the discussed above method of measuring the magnetic component of the electromagnetic field will allow significantly improve the accuracy and ease of measurement, will make it pos-sible to create highly sensitive, compact, relatively easy-to-work tools that provide the capability of interfacing with a variety of the output devices and information visualization. In addition, the peri-odic meter recalibration under the steady-state conditions in the technical center is eliminated. The meter calibration is used for the permanent and timely correction of the changes associated with aging, temperature, pressure, and vibration.
В настоящее время необходимость измерять параметры магнитных полей возникает во многих областях науки и техники. В качестве примеров можно привести следующие случаи: при исследовании магнитного поля Земли, планет и космического пространства; в криогенной электронике; при геологической разведке полезных ископаемых; при исследовании магнитных полей биологических объектов в медицине; при неразрушающем контроле материалов и изделий; при измерении токов без разрыва цепи; в приборостроительной, машиностроительной, электронной и радиотехнической промышленности. Каждая из этих областей предъявляет свои требования к диапазону и точности измерений, частотному диапазону измеряемых величин, условиям эксплуатации средств измерений.Для измерения напряженности магнитного поля используют различные виды приборов [1–9], которые упрощают процесс измерений, а иногда позволяют расширить диапазон измеряемых величин и повысить точность измерений. Анализ чувствительных элементов, используемых в измерителях параметров электромагнитных полей и оптических методов преобразования измеряемых физических величин, позволяет сделать вывод о перспективности использования полупроводниковых магниточувствительных элементов и методов голографической интерферометрии при проектировании таких устройств.
Электротехника и электроника / под ред. Кононенко В. В. 6 изд. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2010. - 757 с.Kononenko, V.V., ed. Elektrotekhnika i elektronika. 6th ed. [Electrical and Electronic Engineering.] Rostov-on-Don: Feniks, 2010, 757 p. (in Russian).Плетнёв, С. В. Магнитное поле : свойства, применение. - Санкт-Петербург : Гуманистика, 2004. - 624 с.Pletnev, S.V. Magnitnoe pole: svoystva, primenenie. [Magnetic field: properties and applications]. Piter: Gumanis-tika, 2004, 624 p. (in Russian).Буль, О. Б. Магнитные цепи, поля и программа. Методы расчета магнитных систем электрических аппара-тов / О. Б. Буль. - Москва : Академия, 2005. - 336 с.Bul, O.B. Magnitnye tsepi, polya i programma. Metody rascheta magnitnykh sistem elektricheskikh apparatov. [Magnetic circuits, fields, and the program. Analysis techniques of magnetic systems of electric apparatus]. Moscow: Akademiya, 2005, 336 p. (in Russian).Антонов, В. Г. Средства измерений магнитных параметров материалов / В. Г. Антонов, Л. М. Петров, А. П. Щелкин - Москва : Энергоатомиздат, 1986. - 216 с.Antonov, V.G., Petrov, L.M., Shchelkin, A.P. Sredstva izmereniy magnitnykh parametrov materialov Moscow: Energoatomizdat, 1986, 216 p. (in Russian).Fausto Fiorillo, Isaak Mayergoyz. Characterization and Measurement of Magnetic Materials. Academic Press. - 2005. - 647 p.Fiorillo, F., Mayergoyz, I. Characterization and Measurement of Magnetic Materials. Academic Press, 2005, 647 p.David K. Cheng. Field And Wave Electromagnetics. Addison-Wesley Educational Publishers. -2008. - 272 p.Cheng, David K. Field and Wave Electromagnetics. Addison-Wesley Educational Publishers, 2008, 272 p.Чернышева, Е. Т., Магнитные измерения / Е. Т. Чернышева, Н. Г. Чернышева. - Москва : Стандарты, 1969. - 248 с.Chernysheva, Е. T., Chernysheva, N.G. Magnitnye izmereniya. [Magnetic measurements.] Moscow: Standarty, 1969, 248 p. (in Russian).Панин, В. В. Измерение импульсных магнитных и электрических помех / В. В. Панин, Б. И. Степанов. - Москва : Энергоатомиздат, 1983. - 120 с.Panin, V.V., Stepanov, B.I. Izmerenie impul´snykh magnitnykh i elektricheskikh pomekh. [Measurement of pulsed magnetic and electrical interference] Moscow: Energoatomizdat, 1983, 120 p. (in Russian).Бондарь, И. М. Сравнительная оценка магнитных систем электродинамических сепараторов. [Электрон-ный ресурс] / И. М. Бондарь, К. Г. Дудурев // Инженерный вестник Дона - 2015. - № 3. - ч.2. - Режим доступа : http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3094 (дата обращения 23.07.2015).Bondar, I.M., Dudurev, K.G. Sravnitel´naya otsenka magnitnykh sistem elektrodinamicheskikh separatorov. [Comparative evaluation of magnetic systems of electrodynamic separators.] Engineering Journal of Don, 2015, no. 3, part 2. Available at: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3094 (accessed: 23.07.2015).Дударев, К. Г. Бесконтактный метод тепловой диагностики электродвигателей [Электронный ресурс] / К. Г. Дудурев, И. М. Бондарь // Научное обозрение.- 2014. - №9. - ч. 3. - Режим доступа : http://sced.ru/u/index.php?option=com_content&view=article&id= 316:nauchnoe-obozrenie -9-3-2014&catid =43:uncategorised&limitstart=7 (дата обращения 21.04.2015).Dudurev, K.G., Bondar, I.M. Beskontaktnyy metod teplovoy diagnostiki elektrodvigateley. [Contactless method of heat diagnostics of electric engines.] Science Review, 2014, no. 9, part 3. Available at: http://sced.ru/u/index.php?option=com_content&view=article&id= 316: nauchnoe-obozrenie -9-3-2014&catid =43: uncategorised&limitstart=7 (accessed: 21.04.2015).