Магнітні вимірювання

Магнітні вимірювання - це вимірювання характеристик магнітного поля або магнітних властивостей речовин (матеріалів). До характеристик магнітного поля, що вимірюються, відносяться: вектор магнітної індукції В, напруженість магнітного поля Н, потік вектора магнітної індукції (магнітний потік) ф, граді­єнт магнітного поля і ін.

Для вимірювання магнітних характеристик застосовують наступні мето­ди: балістичний, магнітометричний, електродинамічний, індукційний, мосто­вий, нейтронографічний, резонансний і ін.

Балістичний метод заснований на вимірюванні балістичним гальваномет­ром кількості електрики ц, що переноситься індукційним струмом через вимі­рювальну котушку з числом витків N, що надягнена на зразок, при швидкій зміні зчепленого з нею магнітного потоку ф. Зміна магнітного потоку

лф = 2*,

N

і

І

де К - опір кола.

Балістичним методом визначають основну криву індукції В =/(//), криву намагнічування 3 =/(Н), петлю гістерезису, різні види проникності.

Магнітометричний метод заснований на дії досліджуваного намагнічено­го зразка на розташований поблизу нього постійний магніт. Поширений діючий за цим принципом астатичний магнітометр. Він складається з двох однакових послідовно включених в коло котушок - той, що намагнічує і компенсаційної, між якими на підвісі укріплений магаітний датчик: система з двох лінійних ма­гнітів однакових за розміром з рівними магнітними моментами (астатична сис­тема). Магніти розташовані паралельно один одному полюсами в різні боки. Дія магнітних полів котушок на астатичну систему взаємно компенсована. Зра­зок, що поміщається в котушку, яка намагнічує, порушує скомпенсованість по­лів і викликає поворот системи магнітів. За кутом повороту системи визнача­ють магнітний момент зразка. Далі можна обчислити 3,В\Н. Метод дає мож­ливість знайти залежність В(Н) і ДЯ), петлю гістерезису і магнітну сприйнят­ливість. Завдяки високій чутливості методу магнітометра його застосовують для вимірювання геомагнітного поля і вирішення ряду метрологічних задач.

Іноді для вимірювання характеристик магнітного поля, зокрема в промис­лових умовах, застосовується електродинамічний метод, при якому вимірюєть­ся кут повороту рамки із струмом, що знаходиться в магнітному полі намагні­ченого зразка. Перевага методу - можливість градуювання шкали приладу без­посередньо в одиницях величини, що вимірюється - в Тл (для В) і А/м (для Я).

Для дослідження феромагнітних речовин в широкому інтервалі значень Н використовують індукційний метод, який дозволяє виміряти В(Н), Д//), петлю

гістерезису і різні види проникності. Він заснований на вимірюванні ерс індук­ції, яка збуджується у вторинній обмотці, що намотана на зразок, при пропус­канні змінного струму, що намагнічує, через первинну обмотку. Цей метод мо­же бути також використаний для вимірювання намагніченості в сильних імпу­льсних магнітних полях і магнітній сприйнятливості діа- і парамагнітних речо­вин в радіочастотному діапазоні. Цей метод використовується, зокрема, в інду­кційному магнітометрі, в якому досліджуваний зразок коливається в магнітно­му полі і при цьому порушує ерс у вимірювальних котушках.

Прилади для магнітних вимірювань класифікують за їх призначенням, умовам застосування, за принципом дії чутливого елемента (датчика, або пере­творювача). Прилади для вимірювання напруженості магнітного поля Н його індукції В, магнітного моменту і ряду інших магнітних характеристик речови­ни звичайно називають магнітометрами, з них деякі мають своє найменування: для вимірювання магнітного потоку - флюксметри або веберметри; потенціалу поля - магнітні потенціалометри; градієнта - градієнтометри; коерцитивної си­ли - коерцитиметри і т.п.

Індуктивність елементів електричних кіл визначать за допомогою при­ладу, який називають вимірником індуктивності (генріметр). Сучасні генрі-метри забезпечують вимірювання індуктивності в діапазоні 10 -ьЮ Гн з по­хибкою до 0,1%.