Глава десятая. ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН
10-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Магнитоизмерительная техника особенно интенсивно развивается в последнее десятилетие. Это связано с широким использованием средств и методов магнитоизмерительной техники и магнитных материалов в различных областях науки, техники и производства, а также обусловлено появлением новых возможностей магнитоизмерительной техники, основанных на новейших достижениях в области физики и электроники.
Основные задачи, решаемые с помощью магнитоизмерительной техники: измерение магнитных величин (магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и т. д.); определение характеристик магнитных материалов; исследование электромагнитных механизмов; измерение магнитного поля Земли и других планет; изучение физико-химических свойств материалов; определение дефектов в материалах и изделиях (магнитная дефектоскопия) и т. д. Несмотря на разнообразие задач, решаемых с помощью магнитных измерений, обычно измеряется всего несколько основных магнитных величин: магнитный поток, магнитная индукция, напряженность магнитного поля, намагниченность, магнитный момент и др.
В настоящей главе рассмотрены принципы действия наиболее распространенных приборов для измерения магнитных величин (магнитоизмерительных приборов) и аппаратуры для определения характеристик и параметров магнитных материалов.
Единицы магнитных величин воспроизводятся с помощью соответствующих эталонов. У нас в стране имеются первичные эталоны магнитной индукции, магнитного потока и магнитного момента.
Для передачи размера единиц магнитных величин от первичных эталонов рабочим средствам измерений используют рабочие эталоны, образцовые меры магнитных величин и образцовые средства измерений.
В качестве меры магнитной индукции (напряженности магнитного поля) используют катушки специальной конструкции, по обмоткам которых протекает постоянный ток, и постоянные магниты.
Мера магнитного потока представляет собой катушку, состоящую из двух гальванически не связанных между собой обмоток
и воспроизводящую магнитный поток, сцепляющийся с одной из обмоток, когда по другой обметке протекает электрический ток.
В качестве образцовых средств измерений используют средства измерений повышенной точности, например ядерно-резонансные тесламетры, тесламетры с преобразователем Холла (см. § 10-2).
Магнитоизмерительиый прибор, как правило, состоит из двух частей — измерительного преобразователя для преобразования магнитной величины в величину иного вида, более удобную для дальнейших операций, и измерительного устройства для измерения выходной величины измерительного преобразователя.
Измерительные преобразователи магнитных величин называют магнитоизмерительными и в соответствии с видом выходной величины делят на три основные группы: магнитоэлектрические, магнитомеханические и магнитооптические.
В каждой из этих групп имеются разновидности преобразователей, основанные на различных физических явлениях. Наиболее широко используют следующие явления: 1) электромагнитная индукция; 2) силовое взаимодействие измеряемого магнитного поля с полем постоянного магнита или контура с током; 3) гальваномагнитные явления; 4) изменение магнитных свойств материалов в магнитном поле; 5) взаимодействие микрочастиц с магнитным полем; 6) сверхпроводимость.
Наименование магнитоизмерительного прибора обычно определяется названием единицы физической величины, для измерения которой он предназначен, а иногда также наименованием используемого в нем магнитоизмерительного преобразователя.
Для определения параметров и характеристик магнитных материалов используют либо специальные установки, предназначенные для испытания различных магнитных материалов при определенных условиях, либо набор средств измерений и вспомогательных устройств.
