Розробка методу і засобу вимірювання в галузі дослідження параметрів низькочастотного магнітного поля
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2025.325873Ключові слова:
зовнішнє магнітне поле; магнітний момент; магнітометричний метод; вимірювальна система; методична похибкаАнотація
Проведено дослідження в галузі вдосконалення метрологічного забезпечення вимірювань магнітних величин шляхом розробки методу та засобу вимірювання величин дипольних магнітних моментів (Ам2) та напруженості низькочастотного (50–1000 Гц) магнітного поля джерела. Розроблено метод вимірювання, що відноситься до індукційних, а саме так званих точкових методів вимірювань, що передбачає використання розташованих у визначених точках простору навколо досліджуваного об’єкта n первинних вимірювальних перетворювачів. Показано переваги, недоліки та сфери застосування точкових магнітометричних методів.
Метод базується на аналізі мультипольного представлення магнітного поля та використанні дванадцяти індукційних давачів, розміщених на екваторіальній площині та циліндричній поверхні. Це дозволяє виключити вплив гармонік вищих порядків і зменшити методичну похибку вимірювань.
Запропоновано систему первинних вимірювальних перетворювачів, які розташовані в точках із заданими лінійно-кутовими координатами та з’єднані певним чином. Запропоновано структурну схему вимірювальної системи. Отримано аналітичні вирази для вимірюваних параметрів – компонент дипольного магнітного моменту Mx, My, Mz. Виконано аналіз методичної похибки та доведено, що запропонований метод забезпечує точність вимірювань у межах 0,1–5,2% на відстані 1,5...4 габаритних розмірів джерела. Виконано аналіз похибок, пов’язаних із неточністю позиціювання первинних вимірювальних перетворювачів.
Запропонований метод, а також пристрій для вимірювання параметрів магнітного поля низької частоти, практично призначено для вимірювання параметрів зовнішнього магнітного поля, таких як магнітні дипольні моменти та напруженість магнітного поля, що необхідно для моніторингу й розв’язання певних науково-технологічних завдань у різних галузях технологій.
Посилання
Sans Monguiló Alejandro. Magnetic Moment Characterization for Small Satellites. 2021. 91 р. Available at: https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202110249753
Armano M. et al. Precision measurements of the magnetic parameters of LISA Pathfinder test masses. Instrumentation and Methods for Astrophysics, 2024, v2. doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.04431
Moschitta A. et al. Accurate Estimation of a Coil Magnetic Dipole Moment. IEEE International Workshop on Measurement and Networking (M&N), Naples, 2017. doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.1710.07054
Amrani D. Determination of Magnetic Dipole Moment of Permanent Disc Magnet with Two Different Methods. Physics Education, 2015, vol. 31, no. 1, pp. 1–6.
Govind B., Misra D.K., Khanna S.P., Kumar A., Bano S. Errors in Measurement of Magnetic Field and Magnetic Moment with its Associated Uncertainty. Recent Advances in Metrology. Lecture Notes in Electrical Engineering, 2023, vol. 906, pp. 157–165. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-19-2468-2_18
Lupikov V.S. Teoreticheskoe obosnovanie obedinennoy dipolnoy modeli vneshnego magnitnogo polya elektrooborudovaniya [Theoretical substantiation of the combined dipole model of the external magnetic field of electrical equipment]. Bulletin of the National University “KhPI”, 2001, vol. 17, рp. 95–102.
Lupikov V.S. et al. Magnitnyiy moment kak funktsiya parametrov istochnika magnitnogo polya dlya razlichnyih vidov elektrooborudovaniya [Magnetic moment as a function of parameters of the magnetic field source of various types of electrical equipment]. Bulletin of the National University “KhPI”, 2008, no. 25, pp. 67–80.
Kryukova N.V., Lupikov V.S. et al. Metodika opredeleniya magnitnogo momenta ramochnoy konstruktsii elektrotehnicheskogo ustroystva [The method of determining the magnetic moment of the frame structure of an electronic device]. Electrical engineering & Electromechanics, 2005, no. 2, pp. 81–86.
Degtiarov O.V., Alrawashdeh R.S. Development of the theoretical basis of magnetic measurement uncertainty evaluation. Proceedings of IEEE 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), Sozopol, Bulgaria, 2019, pp. 671–674. doi: https://doi.org/10.1109/CAOL46282.2019.9019519
Degtiarov O.V., Alrawashdeh R.S., Zaporozhets O.V. Estimation of uncertainty measurement of parameters of the external magnetic field of technical means. Information Processing Systems, 2018, no. 4(155), pp. 103–108. doi: https://doi.org/10.30748/soi.2018.155.14
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
