Введение к работе
Актуальность работы. Из средств измерений магнитных величин наибольшее число составляют приборы для измерения магнитной индукции. Это вызвано тем. что все виды измерений параметров магнитного поля и источников магнитного псля связаны с измерением магнитной индукции. Измерение магнитной индукции магнитного поля играет существенную роль при решении целого ряда народнохозяйственных задач, таких как:
расширение сырьевой базы страны;
повышение качества продукции электротехнической, радиотехнической,приборостроительной и других отраслей народного хозяйства;
повышение точности геомагнитной навигации летательных аппаратов и определение параметров полей рассеяния технических объектов специального назначения;
развитие космических,биомедикомагнитных,геомагнитных и других областей научных исследований.
Наиболее массовой аппаратурой для измерения магнитной индукции слабых постоянных магнитных полей являются модульные тесламетры.
Для обеспечения единства измерений в магнитометрии и
метрологического обеспечения магнитоизмерительнои аппаратуры созданы государственный первичный эталон единиц магнитных величин, хранящийся во ВНИИМ им.Д.И.Менделеева и комплекс рабочих эталонов и образцовых средств измерений, которыми оснащены государственные и головные ведомственные метрологические службы. В настоящее время поверка модульных тесламет-ров слабого постоянного магнитного поля обеспечена методами и средствами в полном объеме и с требуемым запасом по точности. Однако в связи.с отдаленностью основных сырьевых регионов страны от центральной части России и резким увеличением стоимости грузоперевозок, возникла потребность поверки модульных тесламетров в ведомственных службах на местах их эксплуатации. При проведении космических исследований по мимо измерения модуля магнитной индукции возникает задача определения ее направления в заданной системе координат. Для этого были созданы такие специализированные средства измерений, как трехкомпонентные феррозондовые тесламетры, магнитные оси первичных измерительных преобразователей которых со-ориентированы вдоль нормированных направлений в пронстранс-тве. Разработка, выпуск из производства л эксплуатация этих средств измерений потребовали создания для них метрологического обеспечения. При проведении аэромагнитных измерений и специальных измерений на море появилась необходимость измерения значения разности магнитной индукции, что привело к созданию специализированных средств измерений. Это модульные дифференциальные тесламетры,которые также нуждались в метрологическом обеспечении. С учетом выше сказанного была сформулирована цель данной диссертационной работы.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование комплекса образцовых установок, обеспечивающих поверку модульных дифференциальных и трехкошо-нентных тесламетров в государственных и головных ведомственных метрологических службах и поверку модульных тесламетров в ведомственных службах на местах их эксплуатации.
Задачи исследований. Достижение поставленной цели связано с необходимостью решения следующих задач:
разработки структур построения поверочных установок;
разработки методики расчета двухзонной катушки магнитной индукции;
разработки методик компенсации неоднородности магнитной индукции в мерах магнитной индукции;
разработки методик компенсации градиента магнитной индукции внешнего магнитного поля в мерах магнитной индукции;
разработки методик построения оптической и магни-тной систем -координат поверочной установки;
разработка: и экспериментального исследования комплекса поверочных установок.
Научная новизна. Научная новизна полученных результатов заключается в том, что:
разработана методика расчета двухзонной катушки магнитной индукции и разработаны два варианта ее конструктивного исполнения;
разработана методика компенсации неоднородности магнитной индукции в двухзонной катушке магнитной индукции;
разработана методика компенсации пяти компонент градиента
магнитной индукции внешнего магнитного поля в двухзонной катушке магнитной индукции;
разработаны структуры построения трех поверочных установок;
разработана методика компенсации неоднородности магнитной индукции трехкомпонентной катушки магнитной индукции;
разработана методика компенсации девяти компонент градиента магнитной индукции внешнего магнитного поля в трехкомпонентной катушке магнитной индукции;
разработаны методики построения оптической и магнитной систем координат поверочной установки.
Практическая значимость. Разработан, исследован и внедрен в метрологическую практику комплекс поверочных установок, аттестованных в качестве образцовых средств измерений 1-го разряда и включающий в себя;
- поверочную установку УІЩ-1 для модульных дифференци
альных тесламетров, работающих в диапазоне ±200 нТл на "фо-
Гне" значений магнитной индукции от 20000 до 100000 нТл, при — этом основная погрешность поверочной установки ке превышает 0,09 НТл (Р=0,95);
- транспортируемую поверочную установку УПТ-1, которая
обеспечивает на местах эксплуатации поверку модульных тесла-
метров с двумя или одним первичным измерительным преобразо
вателем, одновременную поверку двух модульных тесламетров с
одним первичным измерительным преобразователем в диапазоне
20000-100000 нТл с основной погрешностью не превышающей
1 нТл (Р=0,95);
- поверочную установку УПУ-М для определения погрешнос
ти измерения углов между магнитными,оптическими и магнит-
но-оптическими осями трехкомпонентных тесдаметров в диапазоне ± 3 с основной погрешностью 10'.'
Резуль тэты-работ. выполненных под научным руководством и при непосредственном участии автора, внедрены в ГНПП "Геологоразведка", ГІГВНИИМ им.Д.И.Менделеева" и НИИ "Системотехника" .
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее результаты доложены и обсуждены:
на VI Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам магнитных измерений и магнитоизмерительнои аппаратуры, г.Ленинград, 1983г.;
на 51 научно-технической конференции,посвященной'Дню Радио, Г.С.Петербург, 1996г.;
- научно-технических семинарах в НПО "ВНИИМ им.Д.И.Мен
делеева".
Публикации.По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации 96 стр., в том числе 14 рисунков на 14 стр., 10 таблиц на 10 стр., список литературы 54 наименований на 5 стр.
