Значение слова магнитометр

м. Прибор, измеряющий напряженность магнитного поля.

прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств физических объектов. Магнитометры подразделяются на магнитостатические, магнитодинамические, электромагнитные, индукционные, квантовые (сверхпроводящие). По назначению различают эрстедметры, инклинаторы и деклинаторы, градиентометры и др.

(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 (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.

В более узком смысле М. ≈ приборы для измерения напряжённости, направления и градиента магнитного поля. В современных М. для отсчёта значений измеряемой величины применяются следующие методы: визуальный отсчёт по шкале, запись в цифровой или аналоговой форме, фотозапись, запись на магнитных лентах, перфолентах и перфокартах. Шкалы М. градуируются в единицах напряжённости магнитного поля СГС системы единиц (эрстед, мэ, мкэ, гамма = 105 э) и в единицах магнитной индукции СИ (тесла, мктл, нтл).

Различают М. для измерений абсолютных значений характеристик поля и относительных изменений поля в пространстве или во времени. Последние называются вариометрами магнитными . М. классифицируют также по условиям эксплуатации (стационарные, на подвижных платформах и т.д.), и, наконец, в соответствии с физическими явлениями, положенными в основу их действия (см. Магнитные измерения ).

Магнитостатические М. основаны на измерении механического момента J, действующего на индикаторный магнит прибора в измеряемом поле Низм; J = [М, Низм], где М ≈ магнитный момент индикаторного магнита. Момент J в М. различной конструкции сравнивается: а) с моментом кручения кварцевой нити (действующие по этому принципу кварцевые М. и универсальные магнитные вариометры на кварцевой растяжке обладают чувствительностью G ~ 1 нтл); б) с моментом силы тяжести ( магнитные весы с G ~ 10≈15 нтл); в) 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 Низм, можно измерить абсолютную величину Низм (абсолютный метод Гаусса). Основное назначение магнитостатических М. ≈ измерение компонент и абсолютной величины напряжённости геомагнитного поля (рис. 1), градиента поля, а также магнитных свойств веществ.

Электрические М. основаны на сравнении Низм с полем эталонного соленоида Н = kl, где k ≈ постоянная соленоида, определяемая из геометрических и конструктивных его параметров, I ≈ измеряемый ток. Электромагнитные М. состоят из компаратора для измерения размеров соленоида и обмотки, теодолита для точной ориентации оси соленоида по направлению измеряемой компоненты поля, потенциометрической системы для измерения тока I и чувствительного датчика ≈ индикатора равенства полей. Чувствительность М. этого типа ~ 1 мкэ, основная область применения ≈ измерение горизонтальной и вертикальной составляющих геомагнитного поля.

Индукционные М. основаны на явлении электромагнитной индукции ≈ возникновении эдс в измерительной катушке при изменении проходящего сквозь её контур магнитного потока Ф. Изменение потока DФ в катушке может быть связано: а) 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 ~ 10-4вб/деление); широко применяются магнитоэлектрические веберметры с G ~ 10-6вб/деление, фотоэлектрические веберметры с G ~ 10-8вб/деление и другие (подробнее см. Флюксметр ); б) с периодическим изменением положения (вращением, колебанием) измерительной катушки в измеряемом поле (рис. 2); простейшие тесламетры с катушкой на валу синхронного двигателя обладают G ~ 10-4 тл. У наиболее чувствительных вибрационных М. G ~ 0,1≈1 нтл; в) 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 феррозондовые М. имеют G ~ 0,2≈1 нтл (см. Феррозонд ). Индукционные М. применяются для измерения земного и космических магнитных полей, технических полей, в магнитобиологии и т.д.

Квантовые М. ≈ приборы, основанные на ядерном магнитном резонансе , электронном парамагнитном резонансе , свободной прецессии магнитных моментов ядер или электронов во внешнем магнитном поле и других квантовых эффектах. Для наблюдения зависимости частоты w прецессии магнитных моментов микрочастиц от напряжённости Низм измеряемого поля (w = g Низм, где g ≈ 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 М. (свободной прецессии, с динамической поляризацией и с синхронной поляризацией), резонансные М. (электронные и ядерные), М. с оптической накачкой и другие (подробнее см. в ст. Квантовый магнитометр ). Квантовые М. применяются для измерения напряжённости слабых магнитных полей (в том числе геомагнитного и магнитного поля в космическом пространстве), в геологоразведке, в магнетохимии (G до 10-5≈10-7нтл). Значительно меньшую чувствительность (G ~ 10-5 тл) имеют квантовые М. для измерения сильных магнитных полей.

Сверхпроводящие квантовые М. основаны на квантовых эффектах в сверхпроводниках: выталкивании магнитного поля из сверхпроводника (см. Мейснера эффект ), квантовании магнитного потока в сверхпроводнике, на зависимости от Низм критического тока контакта двух сверхпроводников (см. Джозефсона эффект ). Сверхпроводящими М. измеряют компоненты геомагнитного поля, они нашли применение в биофизике, магнетохимии и т.д. Чувствительность сверхпроводящих М. достигает ~ 10-5нтл (подробнее см. Сверхпроводящие магнитометры ).

Гальваномагнитные М. основаны на явлении искривления траектории электрических зарядов, движущихся в магнитном поле Низм, под действием Лоренца силы (см. Гальваномагнитные явления ). К этой группе М. относятся: М. на Холла эффекте (возникновении между гранями проводящей пластинки разности потенциалов, пропорциональной протекающему току и Низм); М. на эффекте Гаусса (изменении сопротивления проводника в поперечном магнитном поле Низм); на явлении падения анодного тока в вакуумных магнетронах и электроннолучевых трубках (вызванного отклонением электронов в магнитном поле) и другие. На эффекте Холла основано действие различного рода тесламетров для измерения постоянных, переменных и импульсных магнитных полей (чувствительностью 10-4≈10-5тл, рис. 3); градиентометров и приборов для исследования магнитных свойств материалов. Чувствительность тесламетров, работающих на основе эффекта Гаусса, достигает 10 мкв/тл; чувствительность электронно-вакуумных М. ~ 30 нтл.

Для измерения напряжённости и изучения топологии магнитного поля в различных средах нашли применение М., основанные на вращении плоскости поляризации света в магнитном поле или поле намагниченного образца (см. Фарадея эффект , Керра эффект ), на изменении длины намагниченного стержня под действием приложенного поля (см. Магнитострикция ) и др. М. различных принципов действия и чувствительности широко применяются в геофизике, физике космоса, ядерной физике, магнетохимии, биофизике, дефектоскопии и в качестве элементов автоматики и средств управления.

Лит.: Яновский Б. М., Земной магнетизм, [т. 2, 2 изд.], Л., 1963; Чечурина Е. Н., Приборы для измерения магнитных величин, М., 1969; Померанцев Н. М., Рыжков В. М., Скроцкий Г. В., Физические основы квантовой магнитометрии, М., 1972; Instrumenten und Massenmethoden, в книге: Geomagnetismus und Aeronomie, Bd 2, В., 1960; Communications présentées an colloque international champs magnétiques faibles d▓Intéret géophysique et spatial, Paris, 20≈23 mai 1969, «Revue de physique appliquée», 1970, t. 5, ╧ 3.

Ш. Ш. Долгинов.

Магнито́метр — (от гр. μαγνητό — магнит + гр. μετρεω измеряю), прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств материалов. В зависимости от измеряемой величины различают приборы для измерения напряжённости поля , направления поля ( инклинаторы и деклинаторы), градиента поля , магнитной индукции , магнитного потока , коэрцитивной силы , магнитной проницаемости , магнитной восприимчивости , магнитного момента .

В зависимости от природы измеряемой величины магнитометры градуируются в тех или иных единицах .

Магнитометры применяются в:

• геологии , при поиске полезных ископаемых ;
• археологии , при археологических раскопках ;
• навигации на море, в космосе и авиации;
• военной разведке для обнаружения погружённых подводных лодок;
• биологии и медицине ;
• сейсмологии ;
• научных экспериментах;
• магнитной геохронологии .