Меню

Приборы для измерения магнитной индукции земли



Приборы для измерения магнитной индукции земли

Приборы для измерения магнитных полей

Диапазон измеряемых значений магнитной индукции 0 . +5000 мТл, девять поддиапазонов, индикатор полярности (постоянное, переменное, импульсное магнитное поле).

Диапазон измеряемых значений магнитной индукции 0 . +2000 мТл, шесть поддиапазонов, индикатор полярности (постоянное и переменное магнитное поле).

Диапазон измеряемых значений магнитной индукции 0 . +1999 мТл (3 1/2 цифры и индикатор полярности) (постоянное магнитное поле).

Диапазон измеряемых значений магнитной индукции 0 . +1999 мТл (3 1/2 цифры и индикатор полярности) (постоянное и переменное магнитное поле).

Диапазон измеряемых значений магнитной индукции 0 . +199.9 мкТл (3 1/2 цифры и индикатор полярности) (постоянное и переменное магнитное поле).

Диапазон измеряемых значений индукции постоянного магнитного поля до 0 . +810 мкТл (3 компоненты магнитной индукции с учетом знака и полный модуль).

Диапазон измеряемых значений величины индукции постоянного магнитного поля 0 . +199.9 мкТл (3 1/2 цифры и индикатор полярности) (четыре канала — два датчика и две взаимноортогональных компоненты), диапазон измеряемых значений градиентов взаимноортогональных компонент индукции постоянного магнитного поля 0 . +199.9 мкТл/м.

Диапазон измеряемых значений индукции постоянного магнитного поля до 0 . +810 мкТл (3 компоненты магнитной индукции с учетом знака и полный модуль). Передача данных на удаленный до 100 м компьютер по радиоканалу 2.4 ГГц.

Тесламетры предназначены для измерения и к онтрол я индукции магнитного поля постоянных магнитов или магнитных систем, амплитуды индукции импульсных магнитных полей (например, в установках намагничивания и размагничивания постоянных магнитов [8]). В качестве первичного преобразователя используются датчики Холла [3, 4]. Цифровые микротесламетры предназначены для оперативного измерения и контроля магнитного поля Земли, полей рассеяния постоянных магнитов и магнитных систем, измерения магнитных полей рассеяния транспортируемых грузов, контроля магнитной обстановки, при конструировании и ремонте магнитных систем и устройств с постоянными магнитами, оценки качества размагничивания стальных изделий [9]. В качестве первичного преобразователя используется магниторезистивный датчик фирмы Honeywell [2]. Цифровой пешеходный двухкоординатный магнитометр-градиентометр предназначен для оперативного измерения и контроля величины индукции постоянного магнитного поля (сопоставимого с магнитным полем Земли), а также градиента магнитной индукции. В качестве первичного преобразователя используются два магниторезистивных датчика фирмы Honeywell [2]. Магнитометр с передачей данных к компьютеру по радиоканалу может использоваться для удаленного мониторинга слабых постоянных магнитных полей.

Магнитно-механический указатель-индикатор магнитных полюсов предназначен для оперативного определения магнитных полюсов постоянных магнитов, направления постоянного магнитного поля, наличия переменного магнитного поля, разделения намагниченных, ненамагниченных и немагнитных объектов.

Помимо прямых измерений магнитной индукции (и ее градиента), приборы могут применяться для создания измерительных установок и комплексов, например:

1. Комплекс для измерения остаточной магнитной индукции постоянных магнитов с прямоугольной петлей гистерезиса

Комплекс состоит из тесламетра и программы A_Magnet [1]. Измерять остаточную магнитную индукцию образцов постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой (прямоугольной петлей гистерезиса) можно, не создавая замкнутую магнитную цепь. Достаточно измерить с помощью тесламетра величину магнитной индукции в характерной для образца заданной формы точке. Например, для цилиндрического магнита — в центре торца, для кольцевого — в центре отверстия. Затем с помощью программы A_Magnet по измеренному значению магнитной индукции в характерной точке рассчитывается остаточная индукция следующим образом. Вначале в программе по заданным размерам образца и при значении остаточной индукции, равном 1 Тл, производится расчет величины магнитной индукции в характерной точке, где проводились измерения. Измеренное значение делится на рассчитанное, при этом получается величина остаточной индукции образца.

2. Установки для изучения топографии магнитного поля

2.1. Установка состоит из поворотного столика [6] и тесламетра. Она позволяет снимать топографию осесимметричных магнитных систем вручную. Автоматизировать измерения можно, если подключить датчик угла поворотного столика и внешний выход тесламетра к двухкоординатному самописцу или через блок АЦП к компьютеру.

Читайте также:  Разные единицы измерения унф

2.2. Установка на основе фрезерного станка и тесламетра [7] позволяет вручную проводить сканирование магнитных полей по трем прямоугольным координатам, а при использовании поворотного стола — в цилиндрической системе координат.

3. Магнитный гистериограф для изучения свойств магнитных материалов

Гистериограф может быть собран из малогабаритного электромагнита [5] с блоком питания и двух тесламетров, имеющих внешний выход, который подключается к двухкоординатному самописцу или к компьютеру через блок АЦП-ЦАП. С помощью гистериографа можно снимать петли гистерезиса магнитных материалов и находить значения остаточной индукции, коэрцитивной силы и другие параметры. Для взвешивания образцов могут использоваться электронные весы [10] .

Ссылки:

  • Датчик Холла (преобразователь Холла) — устройство для получения зависящего от магнитной индукции электрического сигнала, принцип работы которого основан на эффекте Холла.
  • Коэрцитивная сила по магнитной индукции — напряженность размагничивающего поля, которое должно быть приложено к предварительно намагниченному образцу, чтобы магнитная индукция в нем стала равна нулю.
  • Коэрцитивная сила по намагниченности — напряженность размагничивающего поля, которое должно быть приложено к предварительно намагниченному образцу, чтобы его намагниченность стала равна нулю.
  • Магнитная индукция — вектор, численно равный пределу отношения силы, действующей со стороны магнитного поля на элемент проводника с электрическим током, к произведению тока и длины элемента проводника, если длина этого элемента стремится к нулю, а элемент так расположен в поле, что этот предел имеет наибольшее значение, и направленный перпендикулярно к направлению элемента проводника и к направлению силы, действующей на этот элемент со стороны магнитного поля, причем из его конца вращение по кратчайшему расстоянию от направления силы к направлению тока в элементе проводника должно быть видно происходящим против часовой стрелки.
  • Магнитный гистериограф — прибор для снятия петли магнитного гистерезиса магнитных материалов.
  • Магнитометр — прибор для магнитных измерений.
  • Магниторезистивный преобразователь (датчик) — устройство для получения зависящего от магнитной индукции электрического сигнала, принцип работы которого основан на магниторезистивном эффекте.
  • Остаточная индукция — величина магнитной индукции, сохраняющейся в образце после уменьшения напряженности внешнего поля до нуля.
  • Петля магнитного гистерезиса — кривая изменения магнитной индукции образца, помещенного во внешнее магнитное поле, при изменении напряженности последнего от некоторого положительного до равного по абсолютной величине отрицательного значения и обратно.
  • Тесламетр (гауссметр) — прибор для измерения магнитной индукции.
  • Топография магнитного поля — распределение магнитной индукции в пространстве.

07.12.2005
04.09.2006
08.02.2007
22.06.2007
17.02.2008
09.08.2010
25.02.2013
22.12.2017
06.01.2018

Источник

Измерение магнитной индукции и напряженности магнитного поля

Приборы для измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля (далее — МП) называются тесламетрами (Тм), по аналогии с измеряемой величиной. Процесс измерения магнитных величин более сложный, чем определение электрических величин, соответственно и приборы и схемы тоже сложнее.

Наиболее распространенными магнитоизмерительными приборами для определения индукции и напряженности являются: Тм с преобразователем Холла, ферромодуляционный и ядерно-резонансный тесламетр.

Тм с преобразователем Холла определяют параметры средних (от 10-5 до 10-1 Тл) и сильных (10-1 до102 Тл) МП. Принцип работы таких тесламетров основан на появлении ЭДС в полупроводниках, помещенных в зону влияния МП.

При этом вектор магнитной индукции искомого МП должен быть перпендикулярен пластине полупроводника.

Через тело полупроводника протекает электрический ток I. В результате на боковых гранях пластины образуется разность потенциалов, которую называют ЭДС Холла. ЭДС определяется компенсационным методом или милливольтметром, шкала которого градуирована в теслах. На практике ЭДС Холла зависит от следующих параметров:

где С – коэффициент, учитывающий конструктивные параметры пластины полупроводника; I – сила тока, А; В – магнитная индукция, Тл.

Читайте также:  Точечной оценкой математического ожидания результата измерений является

Зная силу тока I, коэффициент С и значение Ех, прибор градуируют в единицах измерения МП, при условии, что сила тока постоянна.

Тм с преобразователем Холла просты в применении, имеют небольшие размеры, что позволяет применять их при измерениях в малых зазорах. С их помощью определяют параметры постоянных, переменных и импульсных полей.

Пределы измерения обычного прибора от 2*10-3 до 2 Тл, с относительной погрешностью ±1,5–2,5%.

Вторым видом приборов для определения характеристик МП является ферромодуляционный тесламетр (ФМТ). Используют ФМТ для измерения слабых и средних, постоянных и переменных (до 1кГц) МП.

В основу работы ФМТ заложено свойство пермаллоевых сердечников С, изменять свое магнитное состояние, при одновременном воздействии на них постоянного и переменного МП.

Наиболее широкое применение в схеме измерения рис.2 нашли дифференциальные ферромодуляционные преобразователи. Генератор Г служит для создания переменного МП, которое посредствам катушек ω влияет на сердечники С.

В связи с тем, что эти катушки включены встречно, т. е. конец одной совпадает с другой, ЭДС в цепи индикаторной катушки ωи отсутствует.

Если внести сердечники С в постоянное МП (измеряемое поле), так чтобы вектор магнитной индукции был параллелен оси сердечников, в измерительной обмотке появится ЭДС. Это явление происходит благодаря физическим свойствам пермаллоя, изменять свое магнитное состояние под воздействием двух разнородных полей.

Итак, под влиянием поля В_ , на входе избирательного усилителя ИУ, на ряду с нечетными гармониками, появятся четные. В частности ЭДС второй гармоники имеет прямую зависимость от напряженности МП Н и магнитной индукции В_.

где k и k1 – коэффициенты, учитывающие конструкционные особенности сердечников, частоту и напряженность поля возбуждения ω; Н – измеряемая напряженность МП; В_ — измеряемая индукция.

Синхронный выпрямитель получает с выхода ИУ усиленный сигнал ЭДС второй гармоники, преобразует ЭДС в пропорциональный ей (а значит и Н и В_) ток компенсации .

Ток компенсации, протекая по компенсирующим обмоткам ωк, создает компенсирующее поле Вк, которое стремится уравновеситься с В_, и имеет встречное направление. Миллиамперметр, по которому также протекает ток , градуирован в теслах.

Ферромодуляционные тесламетры имеют высокую чувствительность, точность, и могут быть использованы для непрерывных измерений параметров магнитного поля. Пределы измерения ФМТ от 10-6 до 1 мТл, с погрешностью от 1 до 5%.

Тесламетры с квантовыми магнитоизмерительными преобразователями используют для измерения средних и слабых МП, постоянных и переменных частотой до 20 кГц полей. Принцип действия квантовых магнитоизмерительных преобразователей заключается во взаимодействии ядер молекул вещества с МП.

На рис.3 представлена схема распространенного ядерно-резонансного преобразователя. В колбе находится рабочее вещество. По средствам генератора высокой частоты ГВЧ и катушки, охватывающей витками колбу, к рабочему веществу приложено переменное МП.

Взаимодействие ядер с МП называется прецессией. Итак, в колбе частицы прецессируют вокруг вектора магнитной индукции переменного поля.

Под прямым углом, на колбу с рабочим веществом, начинает действовать измеряемое постоянное МП В_. Плавно изменяя частоту переменного поля, добиваются ядерного магнитного резонанса – совпадения частоты прецессии с частотой переменного поля. Резонанс заключается в увеличении амплитуды прецессии.

Этот процесс сопровождается поглощением части энергии переменного ВЧ поля, что приводит к изменению добротности катушки, а соответственно и изменению напряжения на ее концах.

Явление резонанса можно наблюдать на экране электронного осциллографа ЭО, на горизонтальный вход которого подается напряжение ГНЧ, а на вертикальный – выпрямленное напряжение рабочей катушки. ГНЧ питает током низкой частоты катушку модуляции Км, которая служит для модуляции магнитной индукции В_.

Ядерно-резонансные тесламетры являются самыми точными, их относительная погрешность составляет 0,001–0,1%, в области значений 10-2–10 Тл.

Читайте также:  Как измерить 60 грамм сухого корма без весов

Источник

Приборы для измерения постоянных магнитных и геомагнитных полей

Показ всех 14 элементов

Постоянное магнитное поле (в т.ч. геомагнитное поле Земли) – один из важнейших факторов окружающей среды.

В частности, доказано влияние изменения геомагнитного поля земли на состояние здоровья человека.

Величина геомагнитного поля земли (ГМП) может изменяться на поверхности Земли от 26 мкТл (в районе Рио-де-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов). Геомагнитное поле претерпевает вариации с длительными (вековыми) периодами (8000, 600 лет) и с периодами в десятки лет. (60, 22, 11 лет).

Отрицательное влияние сильных колебаний ГМП, по сведениям разных авторов, может заключаться в десинхронизации биологических ритмов и других процессов в организме, провоцированием серьезных заболеваний: инфаркт миокарда, инсульт и др., увеличение числа дорожно-транспортных

Положительное влияние колебаний геомагнитного поля земли заключается в регуляции циркадных, инфрадных и других биологических ритмов.

Наряду с такими факторами как микроклимат, световая среда, электромагнитные поля и проч., согласно ФЗ 426 “О специальной оценке условия труда (СОУТ)”, фактор постоянного магнитного поля является обязательным для оценки в рамках СОУТ.

Согласно приказа № 1034 МинТруд’ом предяъявляются следующие требования к диапазону измерения постоянного магнитного и геомагнитного поля:

Наименование фактора:
Диапазон измерения:

Измерение напряженности постоянного магнитного поля/измерение индукции постоянного магнитного поля (в том числе для расчета коэффициента ослабления геомагнитного поля)
Для постоянного магнитного поля: (3 – 200) мТл / (2,4 – 160) кА/м

Для геомагнитного поля: (0,375 – 250) мкТл / (0,3 – 200) А/м

Какой же купить измеритель постоянного магнитного поля для целей СОУТ?
Перечень наиболее востребованных приборов под измерение постоянного магнитного поля и геомагнитного поля представлен в следующей таблице:

Измеритель постоянного магнитного / геомагнитного полей:
Назнчение, краткие технические характерстики прибора для ГМП / ПМП:
Стоимость, руб.:

Ш1-15У-04
Миллитесламетр Ш1-15У-04 предназначен для измерений магнитного индукции постоянного магнитного поля и геомагнитного поля.

Диапазон измерений магнитного индукции постоянного магнитного поля, мТл для исполнений: 0,01…199,9

Ш1-15У-04 рекомендован компанией ЭкоСфера в качестве измерителя постоянных магнитный полей для целей СОУТ, полностью удовлетворяющего требованиям приказа № 1034 !
54 600

ТПУ-04
Миллитесламетр ТПУ-04 предназначен для контроля уровней постоянного магнитного и геомагнитного полей.

суммарный диапазон: 0,001 – 199,9 мТл

ТПУ-04 рекомендован компанией ЭкоСфера в качестве измерителя постоянных магнитный полей для целей СОУТ, полностью удовлетворяющего требованиям приказа № 1034 !
70 600

П3-81. Комплект 1
П3-81 Комплект 1 применяется при измерении постоянных индустриальных магнитных полей.Диапазоны измерения НМП: 0,1 – 56 мТл.
104 600

П3-81. Комплект 2
П3-81 Комплект 2 применяется при измерении постоянных индустриальных магнитных (геомагнитных) полей.Диапазоны измерения НМП: 1,25 – 500 мкТл.
104 600

МТМ-01
Магнитометр трехкомпонентный малогабаритный МТМ-01 предназначен для обеспечения контроля за биологически опасными уровнями геомагнитного поля по ГОСТ Р 51724-2001.Диапазон измерения напряженности магнитного поля:±0,5 до ±200 А/м.
88 500

Антенна П3-81-1
Измерительный модуль П3-81-1 (мкТл), подключаемый к измерительным приборам семейства “Октава” / “Экофизика”, предназначен для измерения слабого постоянного (геомагнитного) магнитного поля.Диапазоны измерения НМП: 1,25 – 500 мкТл.
58 600

Антенна П3-81-2
Измерительный модуль П3-81-2 (мТл), подключаемый к измерительным приборам семейства “Октава” / “Экофизика”, предназначен для измерения постоянного магнитного поля (выдает цифровые значения напряженности магнитного поля в трех направлениях, модуль вектора напряженности, значение напряженности МП на частоте 50 Гц)Диапазоны измерения НМП: 0,1 – 56 мТл.
58 600

ИПМП-01
Измеритель ИПМП-01 на базе средства измерения П3-70/1 в комплекте с изотропной антенной АМ4 выполняет измерения постоянного магнитного и геомагнитного полей.Диапазон измерения:0,4 мкТл … 250 мкТл (0,3 А/м … 200 А/м)
80 535

Источник