24-01-2024
Магнитометр — (от греч. magnetis — магнит и… метр), прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств материалов. В зависимости от определяемой величины различают приборы для измерения: напряжённости поля (эрстедметры), направления поля (инклинаторы и деклинаторы), градиента поля (градиентометры), магнитной индукции (тесламетры), магнитного потока (веберметры, или флюксметры), коэрцитивной силы (коэрцитиметры), магнитной проницаемости (мю-метры), магнитной восприимчивости (каппа-метры), магнитного момента. Магнитометры градуируются в единицах напряжённости магнитного поля СГС системы единиц (Эрстед, мЭ, мкЭ, гамма = 105 Э) и в единицах магнитной индукции СИ (Тесла, мкТл, нТл). Магнитометры.
Применяется:
Содержание |
(механический магнитометр) основаны на измерении механического момента , действующего на индикаторный магнит прибора в измеряемом поле ; , где — магнитный момент индикаторного магнита. Момент в магнитометрах различной конструкции сравнивается:
Основное назначение магнитостатических магнитометров — измерение компонент и абсолютной величины напряжённости геомагнитного поля, градиента поля, а также магнитных свойств веществ.
Основаны на явлении электромагнитной индукции — возникновении эдс в измерительной катушке при изменении проходящего сквозь её контур магнитного потока . Изменение потока в катушке может быть связано:
Индукционные магнитометры применяются для измерения земного и космических магнитных полей, технических полей, в магнитобиологии и т. д.
Приборы, основанные на свободной прецессии магнитных моментов ядер или электронов во внешнем магнитном поле и других квантовых эффектах (ядерном магнитном резонансе, электронном парамагнитном резонансе). Для наблюдения зависимости частоты прецессии магнитных моментов микрочастиц от напряжённости измеряемого поля (, где — магнитомеханическое отношение) необходимо создать макроскопический магнитный момент ансамбля микрочастиц (ядер или электронов). В зависимости от способа создания макроскопического магнитного момента и метода детектирования сигнала различают: протонные магнитометры (свободной прецессии, с динамической поляризацией и с синхронной поляризацией), резонансные магнитометры (электронные и ядерные), магнитометры с оптической накачкой и др. Квантовые магнитометры применяются для измерения напряжённости слабых магнитных полей (в том числе геомагнитного и магнитного поля в космическом пространстве), в геологоразведке, в магнитохимии (G до - нтл). Значительно меньшую чувствительность (G ~ тл) имеют квантовые магнитометры для измерения сильных магнитных полей.
Чувствительность квантового магнитометра определяется следующим соотношением[2]:
где константа, — ширина спектральной линии, - гиромагнитное отношение и — отношение сигнал/шум. Чувствительность не зависит от ларморовой частоты. Магнитометры Оверхаузена, ларморова частота которых равна 0.042 Гц/нТл, цезиевый и гелиевый-4 магнитометры с 3.5 Гц/нТл и 28 Гц/нТл, соответственно, имеют одинаковую чувствительность. Ширина спектральной линиии для разных квантовых магнитометров приведена в таблице.
Тип магнитометра | Ширина резонансной линии, , нТл |
---|---|
Цезий | |
Гелий 3 | |
Гелий 4 | |
Оверхаузен | |
Калий | |
Протон |
Величина магнитного поля, Тл | Источники и оценка магнитометра | Тип магнитометра |
---|---|---|
Предельно допустимое поле на рабочем месте | ||
Геомагнитное поле | Холловский датчик | |
Городские магнитные помехи, | Феррозонд | |
Порог магнитобиологических реакций | Феррозонд | |
Сигнал электрического органа рыб, геомагнитный шум, сердце, ферромагнитные включения | Индукционный | |
Мышцы скелетные, глаз | Магнитометр с оптической накачкой | |
Фоновая и вызванная активность мозга | Магнитометр с оптической накачкой | |
Клетчатка глаза | Магнитометр с оптической накачкой | |
Чувствительность СКВИДА | СКВИД |
Русский ученый М. В. Ломоносов в 1759 г. в докладе «Рассуждение о большой точности морского пути» дал ценные советы, позволяющие увеличить точность показаний компаса
. Для изучения земного магнетизма М. В. Ломоносов рекомендовал организовать сеть постоянных пунктов (обсерваторий), в которых производить систематические магнитные наблюдения; такие наблюдения необходимо широко проводить и на море. Мысль Ломоносова об организации магнитной обсерватории была осуществлена лишь спустя 60 лет в России.В 1956 году на советской шхуне «Заря» проводятся измерения магнитного поля. Все материалы и предметы корабельного хозяйства на этой шхуне были изготовлены из дерева и немагнитных сплавов, влияние магнитных полей моторов и другого оборудования минимизировано. В настоящее время весь Земной шар покрыт сетью пунктов где производят магнитные измерения (Например международная сеть магнитометрических станций INTERMAGNET (укр.)русск.).
В 1934 г. впервые в мире советский географ А. А. Логачев сконструировал прибор, позволяющий измерять магнитное поле Земли с самолета. Катушка аэромагнитометра быстро вращается в магнитном поле Земли и в ней возникает электрический ток. Сила этого тока изменяется пропорционально изменению магнитного поля Земли.
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Магнитометр авито, магнитометр феррозондовый vallon el-1303d, магнитометр ион-3701.