A mágneses indukció mérésére szolgáló eszközök és a mágneses térerősség
Mágneses indukciós és mágneses terhelésmérő mérőeszközök
Tesmérők Hall-átalakítóval.
A Teslameter egy mágneses mérőeszköz a mágneses indukció mérésére, amelynek skálája a mágneses indukció mértékegységében történik - Tesla.
A készülék mágneses mérőátalakítója egy galvánmágneses Hall-jelátalakító, amelyben egy EMF egy mágneses mező hatására keletkezik.
A magnetorezisztív átalakító a galvánmágneses átalakítókra is vonatkozik, ahol mágneses térben az elektromos ellenállás változását alkalmazzák.
A terhelésmérő elvét a Hall konverterrel az 1. ábrán mutatjuk be. 10-3, ahol az Х - a Hall átalakító; Y - erősítő.
A konverter egy tányér félvezető amelyen áram folyik, ha forgalomba a lemezt a mágneses mező vektort a mágneses indukció B, amely merőleges arra a síkra, a lemez, a oldalfelületei a potenciális különbség - a Hali-feszültség
ahol C állandó, az anyag tulajdonságaitól és a lemez méreteitől függően; Én a jelenlegi erő; B a mágneses indukció.
A Hall emf amplifikációját követően egy egyenáramú kiegyenlítővel vagy millivoltmérővel méri, melynek skáláját a mágneses fluxus egységeiben állandó áramerősség mellett lehet mérni.
A Hall átalakítóval ellátott hőmérők könnyen kezelhetők, lehetővé teszik a mágneses indukció mérését vagy az állandó, változó (széles frekvenciatartományban) és az impulzusos mágneses terek intenzitását. A csarnokátalakítók kis méretűek, lehetővé téve az indukció mérését kis résekben.
Az ipar által kibocsátott teleszméterek egy Hall átalakítóval bonyolultabb áramkörökkel rendelkeznek. A Hall-átalakítókhoz tartozó soros teleszméterek esetében a mérések felső határa az alapvető csökkentett hibáig
Ferromodulációs teszteredmények.
Ezek használata ferromodulyatsionnye átalakítók (ferroprobes), azt az elvet, amelynek jellemzői alapján a változás a mágneses állapotát ferromágneses magot, miközben ki vannak téve az AC és DC mágneses mezők (vagy két váltakozó területeken különböző frekvenciájú) és a jelenség elektromágneses indukció.
Számos ferromodulációs átalakító van. A leggyakoribb forma a differenciál ferromodulációs átalakító.
Az 1. ábrán. A 10-4. Ábrán látható a ferromoduláció tesla mérője, amelyben van egyensúly
Ábra. 10-3. Térfogatmérő rendszer Hall-transzducerrel
Ábra. 10-4. A ferromoduláció tesla mérője
transzformáció a mágneses mező mágneses indukciójának (erőssége) kompenzálásával (kiegyensúlyozása).
Differenciál ferromodulyatsionny preobrazozatel FMS áll két azonos méretű és tulajdonságai permalloy magok C, azonos, egymással szemben benne, a gerjesztő tekercsek hajtott váltakozó áramot a generátor G.
Mindkét jelzés tekercselőmag kiterjed hiányában EMF állandó mező tekercselés kapcsain a jelző nulla, mivel a létrehozott áramok által a tekercsek azonos és ellentétes irányú. Amikor a váltakozó mező (gerjesztő mező) szabhat állandó mezőt (mért) vektor, amely párhuzamos a tengellyel, a mag, a görbe komponenst indukciós B változó válnak aszimmetrikus, az időtengelyen t. E. részeként ez a görbe mentén páratlan jelennek páros harmonikusok, valamint az aszimmetria mértékét az érték függ az értéke a páros harmonikusok az EMF indukált az indikátor tekercselés, különösen a második harmonikus EMF, ez függ az intenzitása a mágneses indukció vagy állandó (mért) a mágneses mező.
A második harmonikus elektromotoros ereje a mágneses mező mágneses indukciójának (vagy intenzitásának) egy lineáris függvénye, amely párhuzamos a transzducer tengelyével,
ahol és a konverziós tényezők függenek a ferromágneses modulációs átalakító paramétereitől, a frekvenciától és a térerősség értékétől; - mértani mágneses indukció; A mágneses mező intenzitása.
A kimenet a jelző tekercselés (EMF páros harmonikusok) táplálunk a szelektív bemeneti az erősítő felerősíti a második harmonikus, majd szinkronizált szinkron egyenirányító generátor G. A szinkron egyenirányító a második harmonikus EMF arányos, és így a mért DC átfolyó áram visszacsatoló tekercsben van elhelyezve ferromodulyatsionnom átalakító, és létrehoz egy kompenzáló mező indukció révén kiegyenlítő átalakulás létrehozza az ilyen erősáramú .. És a területén indukciós volt egyenlő értékkel és abba az irányba fordított a mért indukciós azaz van egy automatikus kompenzálását a mért területen kompenzáció Milliammeter szereplő visszacsatoló tekercsben áramkört, egy kalibrált mért érték egységek - Tesla vagy amper méterenként.
A ferromodulációs átalakítókkal rendelkező műszerek nagy érzékenységgel, nagy mérési pontossággal rendelkeznek, lehetővé teszik a folyamatos méréseket, amelyek széles körű eloszlást okoztak (különösen a Föld mágneses mezőjének mérésére).
A ferromodulációs tesztermetereket a kis állandó és alacsony frekvenciájú váltakozó mágneses mezők mágneses indukciójának (vagy mágneses térerősségének) mérésére használják.
Az ilyen műszerek mérési tartománya az 1,0-5% közötti mérési hiba tartományáig terjed.
Jelenleg egyre gyakrabban használják a digitális ferromodulációs teslametereket, amelyek megnövelik a pontosságot és a sebességet.
Nukleáris rezonancia telemetria.
Ezekben a vázlatokban egyfajta kvantummágneses mérőátalakítót használnak. A kvantumot magneto-mérő átalakítóknak nevezik, amelyek hatása a mikrorészecskék (atomok, atommagok, elektronok) kölcsönhatásán alapul, mágneses mezővel.
Többfajta kvantum-átalakító létezik. Tekintsük az egyik - a nukleáris rezonancia átalakító elvét, amely lehetővé teszi a mágneses indukció nagy pontossággal történő mérését.
A nukleáris rezonancia átalakító a következőképpen működik. Az anyag atomjai, amelyek nemcsak a szögsebességet hordozzák, hanem a mágneses pillanat is, a külsõ mágneses mágneses indukciós vektor körül kezdõdni, amikor külsõ mágneses térbe helyezik.
Az anyag atomjai magok precessziójának gyakorisága a külső mező mágneses indukciójához kapcsolódik a
ahol y a gyromágneses arány (az atommag mágneses pillanatának és a szögsebességnek az aránya).
Következésképpen a precesszió gyakoriságának mérésével meghatározhatjuk a mágneses indukció értékét. A giromágneses aránya van definiálva az atommagok az egyes anyagok nagy pontosságú (például hidrogén atommag frekvenciahibánál mérést végezni egy hiba nem haladja meg a Így nézett átalakító lehet az intézkedés a mágneses indukció nagy pontossággal.
A precessziós frekvencia mérésére különböző módszereket alkalmaznak. Az egyik a nukleáris mágneses rezonancia jelenségén alapul.
Egy egyszerűsített blokkvázlata a készüléket, amelyen használt magmágneses rezonancia jelenség, ábrán mutatjuk be. 10-5, ahol YARP - yadsrno-rezonáns átalakító, amely egy injekciós üveg Egy a munkaközegáram (például egy vizes oldatot, és egy körbefutó tekercs - a nagyfrekvenciás generátor, - egy alacsony frekvenciájú oszcillátor; - moduláció coil; B - egyenirányító - elektronikus oszcilloszkóp; Frekvencia számláló.
Ha a mért dc mezőt elő egy 90 ° -os váltakozó mező, amelynek frekvenciája lehet változtatni simán, ha a frekvencia a precesszió frekvenciája váltakozó mező lesz megfigyelhető a jelenség a mágneses magrezonancia - precesszió amplitúdó növekszik és eléri a maximális értéket. Növekvő precesszió amplitúdó kíséri abszorpciós atommagok anyag részét rádiófrekvenciás energiát, ami a változás tekercs minőségi tényező, így a feszültség változás végein (K tekercset egy eleme egy oszcillátor áramkör Annak érdekében, hogy képes legyen megfigyelni ezt a változást az oszcilloszkópon képernyőn, szükség van feltételeinek megteremtése a periodikus ismétlődést, ami úgy érhető el modulálása a mért mágneses indukciós alkalmazásával tekercs táplált árama alacsony frekvenciájú gén Rathore nyomaték rezonancia (egyenlőség precesszió frekvencia és feszültség lehet rögzíteni oszcilloszkóp, a
Ábra. 10-5. A nukleáris rezonancia mérő rendszere
amelynek függőleges bemenetét a tekercsről a vízszinteshez - a modulációs feszültség (GNL-feszültség) - egyenesítése után táplálja. A rezonáns görbét az oszcilloszkóp képernyőn kétszer figyeljük a modulációs periódus alatt. A precesszió gyakoriságát úgy határozzák meg, hogy mérik a GHG generátor frekvenciáját a rezonancia pillanatában.
A nukleáris rezonancia mérési tartományok mérési tartománya van, az alapvető csökkentett hiba a különböző eszközök esetében
A nagy áramerősség nagy pontossággal történő mérésére a nukleáris rezonancia-mérőeszközöket a speciális áramváltókkal kombinálva a mágneses térerősségig használják.
Az elmúlt években, hogy hozzon létre magnitoizmeritelnyh eszközök segítségével a jelenség a szupravezetés, amely kombinálva a Meissner-effektus, Josephson et al. Lehetővé teszi, hogy hozzon létre egyedi eszközök érzékenysége, nagy pontossággal és sebességgel.
Tekintsük az egyik ilyen eszköz működési elvét. A Magnetoizmeritelny átalakító egy szupravezető anyag szilárd hengere, amely tekercselés. A henger, helyezzük mért mágneses mező, van egy fűtő, amely periodikus egy 1 MHz frekvencián, a fűtési és hűtési azt egy hőmérséklet többé-kevésbé kritikus a szupravezető anyag. Ez a mért mágneses fluxus (Meissner-effektus) periodikus kiiktatását eredményezi a henger térfogatából, és ennek következtében a kapcsolódásnak a tekercseléssel való változását. Ennek eredményeként, elektromotoros erő lép fel a tekercs arányos a frekvenciáját a fűtőáram, számos tekercs menetei, a keresztmetszet a henger és az intenzitás a mért mágneses mező (mért erőtér komponenst, amely egybeesik az irányt a henger tengelyével).
A készülék tartalmaz egy átalakítót, kriosztátot és egy elektronikus mérőeszközt, amelyet az EMF kivonására és mérésére használnak.
Szupravezető teleszméterek segítségével a szív és az emberi agy biológiai áramának mágneses mezői paraméterei
A kereskedelemben kapható teleszméterek jellemzőit a táblázat tartalmazza. 15-9.
A mágneses mérőeszközök fejlesztésének fő irányai: a pontosság növelése, az érzékenység és a bővítés
funkcionális képességek új fizikai jelenségek, új anyagok és gyártási technológiák alkalmazásával, mágneses átalakítók alkalmazásával, számítógépes segédeszközökkel és hasonlók segítségével.