22

Рис. 10-5. Схема ядерно-резонансного тесламетра

вертикальный вход которого подают после выпрямления напря­жение с катушки Л', на горизонтальный — напряжение модуля­ции (напряжение ГНЧ). Резонансная кривая наблюдается На экране осциллографа два раза за период модуляции. Частота прецессии определяется путем измерения частоты генератора ГВЧ в момент резонанса.

Ядерно-резонансные тесламетры имеют диапазон измерений

Тл; основная приведенная погрешность для различных

приборов находится в пределах ±(0,001—0,1) %.

Ядерно-резонансные тесламетры в сочетании со специальны­ми преобразователями силы тока в напряженность магнитного поля применяют для измерения больших токов с высокой точностью.

В последние годы для создания магнитоизмерительных при­боров используют явление сверхпроводимости, которое в сочета­нии с эффектами Мейснера, Джозефсона и др. позволяет созда­вать приборы уникальной чувствительности, высокой точности и быстродействия.

Рассмотрим принцип действия одного из таких приборов. Магнитоизмерительный преобразователь представляет собой сплошной цилиндр из сверхпроводящего материала, на который намотана обмотка. На цилиндре, помещенном в измеряемое маг­нитное поле, имеется нагреватель, который обеспечивает перио­дический, с частотой 1 МГц, нагрев и охлаждение его до темпера­туры больше или меньше критической для данного сверхпроводя­щего материала. Это приводит к периодическому выталкиванию измеряемого магнитного потока (эффект Мейснера) из объема цилиндра, а следовательно, и изменению потокосцепления его с обмоткой. В результате в обмотке возникает ЭДС, пропорцио­нальная частоте тока нагревателя, числу витков катушки, сече­нию цилиндра и напряженности измеряемого магнитного поля (измеряется составляющая поля, совпадающая с направлением оси цилиндра).

Прибор состоит из преобразователя, криостата и электронно­го измерительного устройства, служащего для выделения и изме­рения ЭДС.

С помощью сверхпроводниковых тесламетров были измерены параметры магнитного поля биотоков сердца и мозга человека (А/м).

Характеристики серийно выпускаемых тесламетров приведе­ны в табл. 15-9.

Основные направления развития магнитоизмерительных при­боров: повышение точности, чувствительности и расширение функциональных возможностей путем применения новых ческих явлений, новых материалов и технологий изготов магнитоизмерительных преобразователей, а также путем иг зования средств вычислительной техники и т. п.

22-3. АППАРАТУРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК и ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Магнитные материалы широко используют в настоящее вре мя в различных областях науки и техники, растет промьшпенный выпуск магнитных материалов с различными свойствами, возра­стает роль исследований и контроля качества магнитных матери­алов и изделий из них в производственных и лабораторных усло­виях. В связи с этим к аппаратуре для определения характери­стик и параметров магнитных материалов предъявляют требова­ния высокой производительности, автоматизации процессов измерения и обработки измерительной информации, высокой точ­ности и надежности, широкого диапазона измерений, возможно­сти работы на повышенных частотах и т. д.

Аппаратура для определения характеристик и параметров магнитных материалов состоит из намагничивающих и регулиро­вочных устройств, средств измерений, регистрации и обработки измерительной информации и различных вспомогательных устройств.

Приборостроительной промышленностью серийно выпуска­ются установки для определения характеристик и параметров магнитных материалов. Кроме того, многие научно-исследова­тельские и промышленные организации изготавливают установки для испытаний и исследований магнитных материалов со специ­альными свойствами.

В установках для определения статических характеристик магнитных материалов измерение магнитной индукции осуще­ствляется, как правило, индукционно-импульсным способом, на­пряженность поля определяется косвенно, по силе тока в намаг­ничивающей катушке и ее параметрам или с помощью магнито­измерительных приборов.

В установках для определения динамических характеристик применяют обычно индукционный магнитоизмерительный преоб­разователь и различные способы измерения его выходного сигна­ла (см. § 15-5). На повышенных частотах используют параметри­ческий (мостовой) метод (см. § 15-5).

Для определения статических характеристик магнитомягких материалов по методике, регламентируемой государственным стандартом, серийно выпускается установка У5045, имеющая пределы измерений для магнитной индукции — 10 и 100 мТл.

1 и 10 Тл для намагничивающего тока — от 1 мА до 15 А. По­грешность измерения магнитной индукции и напряженности маг­нитного поля не превышает ±3 %. Схема установки и методика определения характеристик и параметров магнитных материалов рассмотрена в § 15-5.

Для определения статических характеристик магннтотверды.ч материалов серийно выпускается установка У5056, обеспечиваю­щая измерение магнитной индукции и напряженности магнитного поля в любой точке размагничивающей кривой (второй квадрант кривой' магнитного гистерезиса) при импульсном намагничива­нии н регистрацию результатов измерения. Для измерения маг-веткой индукции и напряженности магнитного патя в установке используются цифровые приборы, а регистрация измерительной информации осуществляется цнфропечатающнм устройством. Погрешность измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля не превышает ±4 %■

Для определения динамических характеристик и параметров нагнитомягких материалов в диапазоне частот от 25 Гц до 10 кГц серийно выпускается установка Ф5063 с цифровым отсчетом, с помощью которой можно измерить мгновенные и амплитудные значения магнитной индукции и напряженности магнитного патя, остаточную индукцию и коэрцитивную силу, а также среднее значение напряжений и мгновенные значения силы тока. Верхние пределы измерений средних значений напряжения (по каждому из двух каналов) — 10 и 100 мВ; 1 и 10 В. Погрешность измере­ния магнитной индукции и напряженности поля 0,5—1,0%.