40) Тесламетры

Тесламетр-это магнит измерительный прибор для измерения магнитной индукции,шкала которого градуирована в единицах магнитной индукции-теслах.

Тесламетр с преобразованием Холла.

В этом приборе магнитоизмерительным преобразователем является датчик Холла,представляющий собой полупроводниковую пластину,по которой протекает ток I.В магнитном поле,вектор магнитной индукции В которого перпендикулярен плоскости пластины,на ее боковых гранях возникает ЭДС Холла

Где С-постоянная,зависящая от свойств материала и размеров пластины.При I=const ЭДС Холла пропорциональна магнитной индукции.Значение может быть измерено,например миливольтметром.

Тесламетр с преобразованием Холла позволяет измерять магнитную индукцию постоянных,переменныэх и импульсных магнитных полей.Датчик Холла имеет небольшие размеры,что позволяет измерять индукциию в малых зазорах.

Ферромодуляционный тесламетр.Принцип действия основан на компенсации измеряемой магнитной индукции методом уравновешиванием.

Основным узлом прибора является дифференциальный ферромодуляционный преобразователь,состоящий из 2-х одиннаковых по свойствам и размерам пермаллоевых сердечников С.При отсутсвии внешнего поля ЭДС на зажимах индикаторной обмотки =0,так как потоки,создоваемые обмотками возбуждения ω,=по величине и противоположны по направлению.При появлении внешнего поля ,вектор которого параллелен осям сердечников,кривая переменной состовляющей индукции становится не симметричной относительно оси времени,то есть в составе этой кривой появляются четные гармоники ,которые будут индуцировать ЭДСв индекаторной обмотке.В частности.для второй гармоникиможно считать

Где –коэффициенты преобразования,-измеряемая индукция,-напряженность магнитного поля.

Выходной сигнал индикаторной обмотки через изберательный усилитель ИУ,усиливающий 2-ю гармонику,создает в 3-й,размещенной на сердечниках С преобразователя,обмоткеустанавливается ток,создающий поле,полностью компенсирующее измеряемое.Измеряя этот ток с помощью измерительного механизма ИМ,шкала которого градуирована в теслах,можно измерять индукциюмагнитного поля.Ферромодуляциоонные тесламетры применяют для измерения магнитной индукции небольших постоянных и низкочастотных(до 1кГц) переменных магнитных полей.

Ядерно-резонансный тесламетр.

Принцип действия этого тесламетра основан на явлении ядерного резонанса,который состоит в том,что при помещении во внешнее магнитное поле магнитные моменты ядер атомов рабочего вещества начинают перецессировать вокруг вектора магнитной индукции внешнего поля с частотой ƒ пропорциональной величине этой индукции

где-отношенин магнитного момента ядра атома к его моменту количества движения.Измеряя частоту можно определить значение магнитной индукции.Измерение частоты прецессии осуществляет методом,основанным на явлении ядерного магнитного резонанса,а именно:на измеряемое магнитное поле по углом 90накладывается переменное поле,частоту которого можно плавно менять.Измерение частоты может быть выполнено с погрешностью ≤±10^-4%.Гиромагнитное отношение определяется с довольно большой точностью.Применяются ядерно-резонансные тесламетры для измерения параметров постоянных и переменных(до 20кГц) магнитных полей.

Сверхпроводниковый тесламетр

Принцип действия основан на явлении сверхпроводимости,что в сочетании с некоторыми физическими эффектами позволяет создавать приборы уникальной чувствительности и высокой точности.

Расмотрим принцип действия одного из них.Магнитоизмерительный преобразователь помещается во внешне измеряемое магнитное поле.Нагреватель обеспечивает периодические,с частотой 1МГц,нагрев и охлаждение цилиндра до температуры,большей и меньшей критической,соответсвенно для данного сверхпроводящего материала.В результате происходит переодическое выталкивание магнитного потока из объема цилиндра,а значит,и изменение потокосцепления его с измерительной обмоткой.В соответствии с законом электромагнитной индукции на зажимах этой обмотки возникает ЭДС,пропорциональная напряженности измеряемого магнитного поля.Сверхпроводниковые тесламетры имеют уникальный порог чувствительности(10^-15Тл) и высокую точность,но могут применяться для измерения полей частотой только до 1кГц,содержат сложную аппаратуру и поэтому дороги.