Принцип работы магнитометра
Разработано и произведено в Украине
Внимание! В связи с войной в нашей стране и нестабильным курсом доллара актуальность цен уточняйте, пожалуйста, по телефону или электронной почте.
Магнитометр – измерительный прибор, предназначенный для измерения параметров магнитного поля и магнитных свойств веществ.
Магнитным полем можно назвать проявление электромагнитного поля, обусловленное движущимися заряженными частицами и изменением электрического поля и оказывающего силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы или проводники с током.
Основной физической величиной является магнитная индукция В, которая характеризует силовое воздействие магнитного поля в каждой его точке, как по значению, так и по направлению. Магнитная индукция – является величиной векторной, изображается вектором В, имеющим направление, совпадающее с направлением касательной к силовой линии в любой точке поля, так как магнитное поле может быть изображено с помощью линий магнитной индукции, т.
Магнитное поле может быть однородным(а, б) и неоднородным (в). В однородном поле векторы магнитной индукции В в любой точке поля одинаковы и направлены в одну сторону. В противном случае поле считается не однородным Магнитометры в зависимости от определяемой величины можно разделить на приборы для измерения конкретного параметра:
- эрстедметры – напряжённости поля;
- инклинаторы и деклинаторы – направления поля;
- градиентометры – градиента поля;
- тесламетры – магнитной индукции;
- веберметры, или флюксметры – магнитного потока;
- коэрцитиметры – коэрцитивной силы;
- мю-метры – магнитной проницаемости;
- каппа-метры – магнитной восприимчивости, магнитного момента.
Наиболее широко используются приборы для измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля, которые позволяют:
- Определить соответствия оборудования для проведения магнитопорошкового контроля необходимым техническим характеристикам;
- Контролировать уровня индукционных полей подконтрольных изделий, компонентов, либо устройств при проведении диагностических работ магнитопорошковым методом;
- Контролировать уровня остаточной намагниченности;
- Контролировать уровень индустриальных помех;
- Контролировать уровня магнитных полей.
Измерение магнитной индукции и напряженности магнитного поля в постоянных и переменных полях выполняются с помощью тесламетров с преобразователями Холла. При помещении такого преобразователя в магнитное поле на боковых его гранях генерируется ЭДС.
К достоинствам тесламетров работающих с преобразователем Холла можно отнести простоту конструкции, удобство в эксплуатации, высокие метрологические характеристики. Недостатки: показания прибора зависят от температуры.
Автор: Сергей Погорелов
Измерение параметров электромагнитного излучения. – Независимая экологическая экспертиза
Версия для печати
Измерение электрических и магнитных полей (далее ЭМИ)
Компания «Ecospace» проводит различные работ по измерению электромагнитного поля в помещениях и на улице, в том числе для аттестации рабочих мест:
1. Измерение напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц (промышленные частоты).
Рекомендуется при проведении исследования воздействия электромагнитных полей от ЛЭП, кабелей, промышленного оборудования, трансформаторов, оргтехники и др. на жилые и общественные помещения, территории, рабочие места.
2. Измерения электромагнитного поля от оргтехники, компьютеров, видеодисплейных терминалов.
Исследуется напряженность электрического поля в диапазоне частот 5 Гц – 400 кГц, плотность магнитного потока в диапазоне частот 5 Гц – 400 кГц в жилых домах и офисах.
3. Измерение электромагнитного поля радио- и СВЧ- диапазона.
Исследуется влияние поля в диапазоне частот 30 кГц-300 МГц и плотность потока энергии электромагнитного излучения (ППЭ) в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц в квартирах и офисах, на территориях жилой застройки и на рабочих местах от:
- бытовой радиоэлектронной аппаратуру;
- средств связи и информатики;
- антенн сотовой связи;
- ретрансляционных вышек радиосвязи;
- микроволновых печей;
- Bluetooth и wi-fi передатчиков;
- мобильных телефонов;
- измерение воздействия аэропорта и пролетающих самолетов на территорию.
4. Измерение напряженности (индукции) геомагнитного поля.
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле (ГМП) возникает за счет физико-химических процессов в недрах. Из глубин Земли оно распространяется в космос и образует магнитосферу. ГМП служит для отклонения большей части солнечного ветра, заряженные частицы которого в противном случае разрушили бы озоновый слой, защищающий Землю от вредного ультрафиолетового излучения. Доказано влияние изменения геомагнитного поля земли на состояние здоровья человека.
В авиационной и военной промышленности, радиолокации, для проведения точных измерений часто требуется экранирование ГМП и его контроль.
Измерение ГМП производится в соответствии с областью аккредитации ИЛ «Экология жизненного пространства» и соответствует действующим нормативно-методическим регламентам.
Международная классификация ЭМП
Порядок выезда на объект и проведение исследования
Позвонив нашим специалистам вы можете получить ответы на следующие вопросы:
Как защититься от электромагнитного излечения? Как влияет электромагнитное излучение на здоровье? Вредно ли электромагнитное излучение в квартире, на даче, в производстве или в офисе? Как замерить электромагнитное излучение?
ЦЕНЫ НА ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Измерение магнитных полей | Лист-Магнитик ГмбХ
Напряженность магнитного поля, остаточная намагниченность, магнитная проницаемость, магнитный поток – что это на самом деле?
С помощью магнитов можно определять различные измеряемые параметры.
Поскольку это часто приводит к путанице, вот краткий обзор. Для точного определения и физических основ мы просим вас обратиться к специальной литературе.
Напряженность магнитного поля (Гн)
Единицей измерения напряженности магнитного поля является А/м (из-за результатов чаще используются А/см или кА/м), ранее также использовался Эрстед (Э). Поскольку плотность магнитного потока B, измеренная в Гауссах (Гс) или Теслах (Тл), может быть преобразована с использованием постоянного коэффициента, напряженности магнитного поля и плотности потока (и, следовательно, единиц А/см, кА/м, Э, Гс, Т) можно использовать попеременно.
Устройства для измерения напряженности магнитного поля называются магнитометрами, измерителями магнитного поля, гауссметрами или тесламетрами.
Остаточная намагниченность / остаточный магнетизм
Остаточная намагниченность или остаточный магнетизм — это специальное рассмотрение напряженности магнитного поля, остаточной напряженности магнитного поля после воздействия магнита или после процесса размагничивания.
Остаточная намагниченность также может быть измерена измерителями магнитного поля, гауссметрами и тесламетрами.
Проницаемость
Относительная магнитная проницаемость (µr) — это параметр того, насколько сильно вещество может быть намагничено. Значение играет важную роль, особенно для нержавеющих сталей. Другой термин, используемый для этого, — магнитная проводимость. Единицы измерения нет, µr безразмерен. Простые измерительные устройства проверяют диапазон от µr = 1 (проницаемость вакуума) до 2.
Магнитный поток
Магнитный поток (Φ) описывает общую мощность магнита и может быть измерен с помощью флюксметра в катушке. Единицей измерения является вольт-секунда (Vs), также Вебер (Wb) или более ранний Максвелл (Mx).
Для измерения магнитного потока требуется флюксметр. По сравнению с ручными приборами для измерения магнитных полей или магнитной проницаемости эти приборы более сложны; это лабораторные устройства с подключенной вращающей катушкой Гельмгольца.
Откуда берется нежелательный магнетизм на стальных деталях?
Стальные детали, обладающие магнитными свойствами, могут создавать проблемы при дальнейшей обработке. Чистота компонентов снижается. Например, железные опилки прилипают, из-за чего инструменты изнашиваются. Или датчики мешают. Откуда берется этот магнетизм?
Причина не может быть указана в общих чертах. Стальные детали могут быть слегка намагничены полем Земли, при этом элементарные части материала выравниваются в направлении магнитного поля. Можно заметить, например, что стальной стержень легко намагничивается за счет вибрации во время транспортировки.
Однако, если вы используете магнитные подъемные инструменты, которые популярны во всем мире и бережно относятся к материалам, у вас может быть причина остаточного магнетизма. Первый шаг: Определите напряженность остаточного магнитного поля. Это в пределах вашего уровня терпимости? Если нет, то придется либо размагничивать детали, либо обойтись без магнитного крана.
Простые устройства: компас и детектор вехи
| С помощью простых устройств, таких как компас и детектор полюсов, можно сделать вывод о том, как проходят силовые линии, где лежат северный и южный полюса, но нельзя сказать о силе. | Детектор полюсов магнита |
Насколько сильно магнитное поле? – Измерение напряженности магнитного поля
Вопрос задается для определения пикового значения магнита или остаточного магнетизма. Устройства, выполняющие эти задачи, называются магнитометрами, приборами для измерения магнитного поля, тесламетром или гауссметром. Здесь рассматривается постоянное поле без смены полюсов.
При измерении нужно исследовать: где полюса? В каком направлении датчик больше всего измеряет? Вызывает ли изменение вращение или наклон датчика? Таким образом, можно проверить максимальную напряженность поля каждого отдельного магнита.
Положение измерения и конструкция зонда имеют решающее значение для измеренного значения
Силовые линии магнитного поля проходят от северного полюса к южному полюсу магнита. В случае стержнеобразного магнита, например. полюса в основном на двух концах. Вот где поле сильнее. В зависимости от формы магнита силовые линии проходят по-разному; в подковообразном магните они параллельны внутри арки. Чем ближе вы измеряете напряженность магнитного поля к полюсу, тем она выше. В зонде так называемый датчик Холла регистрирует силу Лоренца, по которой рассчитывается напряженность поля. Чем ближе этот датчик Холла подходит к полюсу, тем больше действует сила. Разные конструкции зонда (аксиальные, тангенциальные) имеют разные формы установки датчика Холла и приводят к разным измеренным значениям.
Насколько силен магнит в целом? – Измерение потока
При испытании постоянного магнита или магнитной системы решающим вопросом является качество магнита и сила намагниченности магнита. Измерение напряженности магнитного поля с помощью устройства для измерения магнитного поля возможно только выборочно и не учитывает объем магнита. Эту задачу выполняет флюсометр. В сочетании с вращающей катушкой Гельмгольца магнитный поток постоянных магнитов может быть определен очень точно, поскольку измеряется весь объем магнита независимо от его положения. Воздействие магнита на катушку определяется в виде электрического напряжения и преобразуется в значение потока. | Флюксметр |
Низкий магнетизм – Что такое проницаемость и остаточная намагниченность?
Магнитная проницаемость показывает, насколько сильно материал может намагничиваться. Утверждение имеет смысл там, где на самом деле не требуется никакого магнетизма, например, с нержавеющей сталью. Магнитную проницаемость не следует путать с остаточной намагниченностью или остаточным магнетизмом: остаточная намагниченность / остаточный магнетизм говорит о том, насколько сильно объект намагничен, проницаемость говорит о том, насколько легко он может быть намагничен. При всех измерениях магнитного поля необходимо учитывать, что сама Земля имеет магнитное поле. Он очень слабый, 0,2 А/см. В зависимости от ориентации датчика это значение будет увеличивать или уменьшать измеренное значение. Поэтому возможны отклонения в диапазоне остаточной намагниченности на 10 % из-за поля Земли, и для воспроизводимости измерения следует учитывать положение объекта и положение измерительного зонда. Из-за технических ограничений при измерении проницаемости можно измерять только слабомагнитные материалы. | Магнитный измеритель проницаемости Измеритель остаточного магнитного поля |
Что нужно для измерения магнитных полей, для измерения остаточной намагниченности?
Измерительные приборы и зонды
В каких единицах вы должны измерять магнетизм? В зависимости от устройства в дополнение к основной единице измерения А/см также может отображаться Гаусс (Гс) или Милли-Тесла (мТл). Важным вопросом является то, какие максимальные значения напряженности поля можно ожидать. В List-Magnetik есть выбор устройств и датчиков для любых целей – будь то одноручное устройство, будь то с отдельным датчиком или лабораторным устройством. Здесь следует упомянуть измерители магнитного поля МП-800, МП-1000, МП-2000, МП-5000. | Измеритель магнитного поля/гауссметр |
В чем разница между аксиальными и тангенциальными зондами?
Аксиальные датчики измеряют в направлении зонда. Тангенциальные датчики измеряют под углом 90° к датчику. Тангенциальные зонды больше подходят для измерений в полостях или узких трубах. В конечном итоге можно сказать, что тангенциальный зонд является более универсальным инструментом. Потому что практически все измерения осевого зонда можно проводить тангенциально. Одним из преимуществ аксиального датчика Лист-Магнитик является расстояние 2 мм между датчиком Холла и колпачком датчика. В производстве шарикоподшипников это значение стало стандартом де-факто для датчика. |
Что такое эталон калибровки и для чего он нужен?
Эталон калибровки представляет собой эталонный магнит — постоянный магнит, который всегда показывает одно и то же значение, когда один и тот же датчик находится в одном и том же положении. При этом вы можете быть уверены, что зонд все еще работает правильно. В случае эталонов точной калибровки осевой или тангенциальный датчик удерживается в отверстии таким образом, что он не может трястись. В случае с тростниковыми датчиками датчик может быть поврежден, поэтому вам необходимо проверить его с помощью более простых накладных калибровочных стандартов. Комбинация устройства, зонда и эталона образует устройство, которое калибруется и сертифицируется вместе. Использование датчика на эталоне калибровки, который был скоординирован с другим датчиком, может привести к минимальному отклонению эталонного значения. Это связано с тем, что зонды не всегда могут быть созданы абсолютно одинаковыми. Однако это отклонение всегда постоянно. |
Контроль качества постоянного магнита
Почему напряженность поля отличается от заявленной производителем?
Производитель магнитов обычно предоставляет так называемую кривую B-H для обеспечения качества, в которой указаны как максимальное значение B для напряженности магнитного поля, так и значение I_Hc для сопротивления размагничиванию. Эти значения фиксируются в специальном измерительном приборе с ярмом, благодаря чему магнитопровод не имеет воздушных зазоров. Это измерительное устройство называется Permagraph, оно очень сложное и обычно слишком дорогое для обычных пользователей.
Если пользователь хочет измерить максимальную напряженность магнитного поля с помощью устройства для измерения магнитного поля (например, MP-800A, MP-1000, MP-2000) в целях контроля, он определит меньшее значение.
Почему это? Измеренная сила магнитного поля существенно зависит от двух факторов: положения и расстояния. Магнитные поля вне магнита в воздухе неоднородны; различные расстояния измерения приводят к различным значениям измерения. Пользователь не может добиться оптимального состояния у производителя, магнитопровода без воздушного зазора, с устройством измерения магнитного поля.
Для измерения значения магнита, указанного производителем, необходимо идентичное измерительное оборудование и идентичное положение. Обычно ни то, ни другое неизвестно. Кроме того: Не существует стандарта измерения расстояния от датчика в зонде до контактной поверхности зонда. Поэтому для разных измерительных щупов часто бывает так, что измеренные значения не согласуются друг с другом.
Для проверки качества постоянного магнита имеет смысл использовать собственное измерительное оборудование для определения максимальной силы вновь приобретенного магнита. Для периодического мониторинга достаточно наблюдать за изменением во времени.
Если при регулярно проводимых измерениях получаются постоянные результаты измерений, сила магнита остается неизменной.
Лучшим вариантом измерения является измерение величины потока с помощью флюксметра с катушкой Гельмгольца, в которую вставлен измеряемый магнит. Здесь вы не зависите от расстояния измерения и получаете сравнительное измерение по всему объему магнита вместо точечного измерения на магнитном полюсе. Однако этот метод более дорогой и непрактичный со встроенными магнитами.
Узнайте больше об измерении магнитного поля:
Геомагнитное поле | Определение, сила и факты
магнитное поле стержневого магнита
Смотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Стэнли Кейт Ранкорн Эдвард Сабин Иоганн фон Ламонт Бальфур Стюарт Сидней Чепмен
- Похожие темы:
- магнитосфера полярное странствие геомагнитная буря электроструйный эффект омега
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
геомагнитное поле , магнитное поле, связанное с Землей.
Он в основном диполярный (т. Е. У него два полюса, геомагнитный северный и южный полюса) на поверхности Земли. Вдали от поверхности диполь искажается.
Понимание геомагнитного поля Земли с помощью принципа динамо-эффекта
Посмотреть все видео к этой статье В 1830-х годах немецкий математик и астроном Карл Фридрих Гаусс изучал магнитное поле Земли и пришел к выводу, что главная дипольная составляющая возникла внутри Земли, а не снаружи. Он продемонстрировал, что дипольная составляющая представляет собой убывающую функцию, обратно пропорциональную квадрату радиуса Земли, вывод, который заставил ученых размышлять о происхождении магнитного поля Земли с точки зрения ферромагнетизма (как в гигантском стержневом магните), различных теорий вращения, и различные теории динамо. Ферромагнетизм и теории вращения, как правило, дискредитированы: ферромагнетизм, потому что точка Кюри (температура, при которой разрушается ферромагнетизм) достигается всего на 20 или около того километров (около 12 миль) под поверхностью, а теории вращения, потому что, по-видимому, не существует фундаментальной связи между массой в движение и связанное с ним магнитное поле.
Большинство геомагнетиков занимаются различными теориями динамо, согласно которым источник энергии в ядре Земли вызывает самоподдерживающееся магнитное поле.
Устойчивое магнитное поле Земли создается многими источниками, как над, так и под поверхностью планеты. От ядра наружу к ним относятся геомагнитное динамо, намагниченность земной коры, ионосферное динамо, кольцевой ток, ток магнитопаузы, хвостовой ток, продольные токи и авроральные, или конвективные, электроджеты. Геомагнитное динамо является наиболее важным источником, потому что без поля, которое оно создает, другие источники не существовали бы. Недалеко от поверхности Земли влияние других источников становится таким же или более сильным, чем влияние геомагнитного динамо. В последующем обсуждении рассматривается каждый из этих источников и объясняются соответствующие причины.
Магнитное поле Земли подвержено изменениям во всех временных масштабах. Каждый из основных источников так называемого устойчивого поля претерпевает изменения, вызывающие переходные вариации или возмущения.
Основное поле имеет два основных возмущения: квазипериодические инверсии и вековые вариации. Ионосферное динамо возмущается сезонными изменениями и изменениями солнечного цикла, а также солнечными и лунными приливными эффектами. Кольцевой ток реагирует на солнечный ветер (ионизированную атмосферу Солнца, которая расширяется в космос и несет с собой солнечное магнитное поле), усиливаясь при наличии соответствующих условий солнечного ветра. С ростом кольцевого тока связано второе явление — магнитосферная суббуря, наиболее отчетливо проявляющаяся в северном сиянии. Совершенно другой тип магнитного склонения вызывается магнитогидродинамическими (МГД) волнами. Эти волны представляют собой синусоидальные колебания электрического и магнитного полей, связанные с изменениями плотности частиц. Они являются средством передачи информации об изменениях электрических токов как внутри ядра Земли, так и в окружающей ее среде заряженных частиц. Каждый из этих источников вариации также обсуждается отдельно ниже.
Наблюдения за магнитным полем Земли
Представление поля
Электрические и магнитные поля создаются фундаментальным свойством материи, электрическим зарядом. Электрические поля создаются зарядами, покоящимися относительно наблюдателя, тогда как магнитные поля создаются движущимися зарядами. Эти два поля являются различными аспектами электромагнитного поля, силы, которая вызывает взаимодействие электрических зарядов. Электрическое поле Е в любой точке вокруг распределения заряда определяется как сила, приходящаяся на единицу заряда, когда в эту точку помещается положительный пробный заряд. Для точечных зарядов электрическое поле направлено радиально от положительного заряда к отрицательному заряду.
Магнитное поле создается движущимися зарядами, то есть электрическим током. Магнитная индукция B может быть определена аналогично E как пропорциональная силе на единицу силы полюса, когда тестовый магнитный полюс приближается к источнику намагничивания. Однако чаще его определяют уравнением силы Лоренца.
Это уравнение утверждает, что сила, ощущаемая зарядом q , движущимся со скоростью v, равна F = q (vx B ).
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
В этом уравнении жирным шрифтом обозначены векторы (количества, которые имеют как величину, так и направление), а нежирным шрифтом обозначены скалярные величины, такие как B , длина вектора B. X обозначает векторное произведение (т. е. вектор под прямым углом к v и B, с длиной v B sin θ). Тета — это угол между векторами v и B. (B обычно называют магнитным полем, несмотря на то, что это название зарезервировано для величины H, которая также используется в исследованиях магнитных полей.) Для простого линейного тока поле имеет цилиндрическую форму вокруг тока. Направление поля зависит от направления тока, которое определяется как направление движения положительных зарядов. Правило правой руки определяет направление B, утверждая, что оно указывает в направлении пальцев правой руки, когда большой палец указывает в направлении тока.
В Международной системе единиц (СИ) электрическое поле измеряется скоростью изменения потенциала, вольт на метр (В/м). Магнитные поля измеряются в единицах тесла (Тл). Тесла является большой единицей для геофизических наблюдений, и обычно используется меньшая единица, нанотесла (нТл; один нанотесла равен 10 -9 тесла). Нанотесла эквивалентна одной гамме, единице, первоначально определенной как 10 −5 гаусс, которая является единицей измерения магнитного поля в системе сантиметр-грамм-секунда. И гаусс, и гамма по-прежнему часто используются в литературе по геомагнетизму, хотя они больше не являются стандартными единицами.
Как электрические, так и магнитные поля описываются векторами, которые могут быть представлены в различных системах координат, таких как декартова, полярная и сферическая. В декартовой системе вектор разлагается на три компоненты, соответствующие проекциям вектора на три взаимно ортогональные оси, которые обычно обозначаются как x , y , z .
В полярных координатах вектор обычно описывается длиной вектора в x – y , его азимутальный угол в этой плоскости относительно оси x и третья декартова компонента z . В сферических координатах поле описывается длиной вектора полного поля, полярным углом этого вектора от оси z и азимутальным углом проекции вектора на плоскость x – y . В исследованиях магнитного поля Земли широко используются все три системы.
Номенклатура, используемая при изучении геомагнетизма для различных компонент векторного поля, представлена на рисунке. B — вектор магнитного поля, F — величина или длина B. X , Y и Z — три декартовых компонента поля, обычно измеряемые относительно географической системы координат. X — на север, Y — на восток, и, завершая правую систему, Z — вертикально вниз к центру Земли. Величина поля в проекции на горизонтальную плоскость называется H .