Магнитометр

Толкование Перевод

Магнитометр: Магнитометр перед погружением

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:

в геологии, при поиске полезных ископаемых,

в археологии, при археологических раскопках,

в астрофизике, при исследовании орбиты планет.

в навигации на море, космосе и авиации.

в биологии и медицине.

в сейсмологии (предсказании землетрясений).

Содержание

1 Типы магнитометров

1.1 Магнитостатические магнитометры

1.2 Индукционные магнитометры

1.3 Квантовые магнитометры

2 Сравнение магнитометров

2.1 Применение магнитометров в медицине

3 Калибровка магнитометров

4 Некоторые факты развития магнитометрии в России

5 См. также

6 Примечания

7 Ссылки

Типы магнитометров

Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Магнитостатические магнитометры

(механический магнитометр) основаны на измерении механического момента $J$ , действующего на индикаторный магнит прибора в измеряемом поле $H_i$ ; $\vec{J} = [\vec{M}, \vec{H_i}]$ , где $M$ — магнитный момент индикаторного магнита. Момент $J$ в магнитометрах различной конструкции сравнивается:

с моментом кручения кварцевой нити (действующие по этому принципу кварцевые магнитометры и универсальные магнитные вариометры на кварцевой растяжке обладают чувствительностью G ~ 1 нтл)

с моментом силы тяжести (магнитные весы с G ~ $10^{-15}$ нтл)

с моментом, действующим на вспомогательный эталонный магнит, установленный в определённом положении (оси индикаторного и вспомогательного магнитов в положении равновесия перпендикулярны). В последнем случае, определяя дополнительно период колебания вспомогательного магнита в поле $H_i$ , можно измерить абсолютную величину $H_i$ (абсолютный метод Гаусса).

Основное назначение магнитостатических магнитометров — измерение компонент и абсолютной величины напряжённости геомагнитного поля, градиента поля, а также магнитных свойств веществ.

Индукционные магнитометры

Индукционный магнитометр

Основаны на явлении электромагнитной индукции — возникновении эдс в измерительной катушке при изменении проходящего сквозь её контур магнитного потока $\Theta$ . Изменение потока в катушке может быть связано:

с изменением величины или направления измеряемого поля во времени (примеры — индукционные вариометры, флюксметры). Простейший флюксметр (веберметр) представляет собой баллистический гальванометр, действующий в сильно переуспокоенном режиме (G ~ $10^{-4}$ вб/деление); широко применяются магнитоэлектрические веберметры с G ~ $10^{-6}$ вб/деление, фотоэлектрические веберметры с G ~ $10^{-8}$ вб/деление и другие.

с периодическим изменением положения (вращением, колебанием) измерительной катушки в измеряемом поле (рис. 2); простейшие тесламетры с катушкой на валу синхронного двигателя обладают G ~ $10^{-8}$ тл. У наиболее чувствительных вибрационных магнитометров G ~ 0,1—1 нтл.

с изменением магнитного сопротивления измерительной катушки, что достигается периодическим изменением магнитной проницаемости пермаллоевого сердечника (он периодически намагничивается до насыщения вспомогательным переменным полем возбуждения); действующие по этому принципу ферромодуляционные^[1] магнитометры имеют G ~ 0,2—1 нтл.

Индукционные магнитометры применяются для измерения земного и космических магнитных полей, технических полей, в магнитобиологии и т. д.

Вибрационный магнитометр

Флюксметр

Феррозондовый магнитометр.

Квантовые магнитометры

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 $~\Omega$ прецессии магнитных моментов микрочастиц от напряжённости $~H_{i}$ измеряемого поля ( $\Omega=\gamma\times H_{i}$ , где $~\gamma$ — 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 $10^{-5}$ - $10^{-7}$ нтл). Значительно меньшую чувствительность (G ~ $10^{-5}$ тл) имеют квантовые магнитометры для измерения сильных магнитных полей.

Протонный магнитометр.

Гелиевый магнитометр.

Атомный магнитометр на щелочный металлах с оптической накачкой.

Атомный магнитометр, свободный от спин-обменного уширения (SERF-магнитометр)

СКВИД (англ. SQUID).

Чувствительность квантового магнитометра $G$ определяется следующим соотношением^[2]:

$~G = k\Gamma/{\gamma S_n}$

где $k$ константа, $\Gamma$ — ширина спектральной линии, $\gamma$ - гиромагнитное отношение и $S_n$ — 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 $\Gamma$ для разных квантовых магнитометров приведена в таблице.

Сравнение магнитометров

Таблица 1, Ширина линии магнитного резонанса в различных магнитометрах
Тип магнитометра Ширина резонансной линии, $\Gamma$ , нТл

Цезий $20$

Гелий 3 $2.74x10^{-5}$

Гелий 4 $70$

Оверхаузен $4$

Калий $0.1-10$

Протон $15$

Применение магнитометров в медицине

Таблица 2, Общая характеристика магнитных полей в биологии^[3]
Величина магнитного поля, Тл Источники и оценка магнитометра Тип магнитометра

$10^{-2} - 10^{-3}$ Предельно допустимое поле на рабочем месте

$10^{-4}-10^{-7}$ Геомагнитное поле Холловский датчик

$10^{-8}$ Городские магнитные помехи, Феррозонд

$10^{-9}$ Порог магнитобиологических реакций Феррозонд

$10^{-10}$ Сигнал электрического органа рыб, геомагнитный шум, сердце, ферромагнитные включения Индукционный

$10^{-11}$ Мышцы скелетные, глаз Магнитометр с оптической накачкой

$10^{-12}$ Фоновая и вызванная активность мозга Магнитометр с оптической накачкой

$10^{-13}$ Клетчатка глаза Магнитометр с оптической накачкой

$10^{-14}$ Чувствительность СКВИДА СКВИД

Калибровка магнитометров

Установка для калибровки магнитометров

Некоторые факты развития магнитометрии в России

Русский ученый М. В. Ломоносов в 1759 г. в докладе «Рассуждение о большой точности морского пути» дал ценные советы, позволяющие увеличить точность показаний компаса^{[источник не указан 846 дней]}. 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.^{[источник не указан 846 дней]}

См. также

Львовский центр Института космических исследований НАН и НКА Украины — производство магнитометров.

Примечания

↑ Магнитометр — статья из Физической энциклопедии

↑ Magnetometer Magnetometers Geophysics Magnetic Field Sensors Gradiometer Gradiometers

↑ Ю.А.Холодов, А.Н.Козлов, А.М. Горбачь, "Магнитные поля биологических объектов", Москва, "Наука", 1987 г.

Ссылки

NIST chip-scale atomic magnitometer project. Архивировано из первоисточника 14 марта 2012.

Протонный пешеходный магнитометр http://deepgeotech.com

Магнитометр — статья из Большой советской энциклопедии

Померанцев Н. М., Рыжков В. М., Скроцкий Г. В., Физические основы квантовой магнитометрии, М., 1972;

Категории:
Измерительные приборы
Магнетизм

Таблица 1, Ширина линии магнитного резонанса в различных магнитометрах
Тип магнитометра	Ширина резонансной линии, $\Gamma$ , нТл
Цезий	$20$
Гелий 3	$2.74x10^{-5}$
Гелий 4	$70$
Оверхаузен	$4$
Калий	$0.1-10$
Протон	$15$

Таблица 2, Общая характеристика магнитных полей в биологии^[3]
Величина магнитного поля, Тл	Источники и оценка магнитометра	Тип магнитометра
$10^{-2} - 10^{-3}$	Предельно допустимое поле на рабочем месте
$10^{-4}-10^{-7}$	Геомагнитное поле	Холловский датчик
$10^{-8}$	Городские магнитные помехи,	Феррозонд
$10^{-9}$	Порог магнитобиологических реакций	Феррозонд
$10^{-10}$	Сигнал электрического органа рыб, геомагнитный шум, сердце, ферромагнитные включения	Индукционный
$10^{-11}$	Мышцы скелетные, глаз	Магнитометр с оптической накачкой
$10^{-12}$	Фоновая и вызванная активность мозга	Магнитометр с оптической накачкой
$10^{-13}$	Клетчатка глаза	Магнитометр с оптической накачкой
$10^{-14}$	Чувствительность СКВИДА	СКВИД

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Синонимы:

авиамагнитометр, аэромагнитометр, инклинатор, магнитомер, микромагнитометр

Полезное

Смотреть что такое "Магнитометр" в других словарях:

магнитометр — магнитометр … Орфографический словарь-справочник
МАГНИТОМЕТР — (от лат. magnes магнит, и гр. metreo меряю). Снаряд для измерения магнитных отклонений. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МАГНИТОМЕТР изобретенный Гауссом снаряд для точного измерения малейших… … Словарь иностранных слов русского языка
магнитометр — Прибор для измерения модуля полного вектора магнитной индукции или его составляющих [ГОСТ 24284 80] магнитометр Прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ или магнитных материалов. [РД 01.120.00 КТН 228 06]… … Справочник технического переводчика
МАГНИТОМЕТР — прибор для измерения хар к магнитного поля и магн. св в физ. объектов. М. различают по назначению, принципу действия и условиям эксплуатации. При классификации по назначению выделяют две группы М. К первой, наиболее разветвлённой, относят приборы … Физическая энциклопедия
МАГНИТОМЕТР — прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств физических объектов. Магнитометры подразделяются на магнитостатические, магнитодинамические, электромагнитные, индукционные, квантовые (сверхпроводящие). По назначению… … Большой Энциклопедический словарь
МАГНИТОМЕТР — МАГНИТОМЕТР, прибор для измерения силы МАГНИТНОГО ПОЛЯ. Обычно он состоит из короткого магнитного бруска с немагнитной стрелкой, закрепленной в центре таким образом, что она находится под прямым углом к оси магнита. Магнит закреплен подобно… … Научно-технический энциклопедический словарь
Магнитометр — (a. magnetometer; н. Magnetometer; ф. magnetometre; и. magneto metro) прибор для измерения характеристик магнитных полей и магнитных свойств веществ (в т.ч. горн. пород). M. используют для измерения напряжённости (A/м) или индукции… … Геологическая энциклопедия
магнитометр — сущ., кол во синонимов: 5 • авиамагнитометр (1) • аэромагнитометр (1) • инклинатор … Словарь синонимов
Магнитометр — (от греч. magnetis магнит и ...метр) прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ (магнитных материалов). В зависимости от определяемой величины различают приборы для измерения: напряжённости поля… … Большая советская энциклопедия
магнитометр — 3.1.11 магнитометр: Средство измерения параметров магнитного поля напряженности (индукции), направления и градиента. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Словари и энциклопедии на Академике

Магнитометр

Содержание

Типы магнитометров

Магнитостатические магнитометры

Индукционные магнитометры

Квантовые магнитометры

Сравнение магнитометров

Применение магнитометров в медицине

Калибровка магнитометров

Некоторые факты развития магнитометрии в России

См. также

Примечания

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое "Магнитометр" в других словарях:

Поделиться ссылкой на выделенное

Словари и энциклопедии на Академике

Википедия

Магнитометр

Содержание

Типы магнитометров

Магнитостатические магнитометры

Индукционные магнитометры

Квантовые магнитометры

Сравнение магнитометров

Применение магнитометров в медицине

Калибровка магнитометров

Некоторые факты развития магнитометрии в России

См. также

Примечания

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое "Магнитометр" в других словарях:

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка: