Magnetometer

Magnetometeret er måleinstrumentet for magnetfeltet . _ Målingen av komponentene i feltet langs tre uavhengige retninger gjør det mulig å definere bare magnetfeltvektoren på punktet der målingen gjøres. Avlesningen kan være både analog og digital . Det er et stort utvalg av verktøy som kan deles inn i to kategorier:

Skalare magnetometre : måler størrelsen på magnetfeltet
Vektormagnetometre : mål komponenten av magnetfeltet langs en bestemt retning av rommet

Nålemagnetometer

Det er det enkleste og eldste instrumentet for å måle magnetfeltet. Den består av en nål av magnetisert materiale suspendert ved hjelp av et mekanisk system med redusert friksjon (vanligvis en ledning med lavt returmoment ). Nålen orienterer seg parallelt med magnetfeltet, og avslører retningen. Systemet er ikke i stand til å gi måling av feltstyrken.

I motsetning til kompasset gir nålemagnetometeret også helningsvinkelen.

Spolemagnetometre

Disse instrumentene måler magnetfeltet ved hjelp av elektromagnetisk induksjon i en spole . Faktisk, ved å plassere en flat spole i et magnetfelt, observeres en elektrisk spenning i endene :

{\ displaystyle V = - {\ frac {\ mathrm {d} \ Phi} {\ mathrm {d} t}} = - {\ frac {\ mathrm {d} {\ vec {B}} \ cdot {\ hat {n}}} {\ mathrm {d} t}} \ Sigma}

\ Phi

er den magnetiske fluksen gjennom spolen

\ hatt n

er den normale enhetsvektoren til spolens overflate

\Sigma

er området til spolen

Fast spole : brukes til å måle felt som varierer over tid. Spenningsmålingen gjør det mulig å utlede , det vil si den tidsmessige variasjonen av komponenten av feltet normal til sløyfen. ${\ displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} {\ vec {B}} \ cdot {\ hat {n}}} {\ mathrm {d} t}}}$

Roterende spole : den brukes til måling av konstante felt over tid. Spolen roteres med vinkelhastighet . Ved endene av spolen dannes det over tid en sinusformet trendspenning. Ved å måle dens amplitude er det mulig å spore tilbake til og derfor til komponenten av feltet ortogonalt på rotasjonsaksen. ${\ displaystyle {\ vec {\ omega}}}$ ${\ displaystyle | {\ vec {\ omega}} \ ganger {\ vec {B}} |}$

Hall sonde

Hall -sonden består av en ledende plate krysset av en elektrisk strøm. På grunn av Hall-effekten dannes en spenning ved kantene proporsjonal med komponenten av magnetfeltet normalt på platen.

De typiske dimensjonene til sonden er 1 cm, og det er grunnen til at den ofte brukes til å kartlegge mellomområdefelt (for eksempel de som produseres av elektromagneter ).

Protonmagnetometer

Den består av et kar fylt med et stoff rikt på protoner (typisk hydrokarboner ) pakket inn i en solenoid .

Solenoiden krysses til å begynne med av en strøm som produserer et magnetfelt med mye større intensitet enn feltet som skal måles. På denne måten retter protonene, som er utstyrt med et iboende magnetisk moment, seg raskt etter feltet de er nedsenket i. Deretter blir strømmen avbrutt og protonene blir bare utsatt for det ytre magnetfeltet. Under disse forholdene går de foran med en frekvens ( Larmor-frekvens ), og genererer i solenoiden en indusert spenning med samme frekvens, som kan måles gjennom en frekvensmåler . ${\ displaystyle f = \ alpha | {\ vec {B}} |}$

Siden du er kjent med god nøyaktighet, er det mulig å ta avlesninger med nøyaktighet fra 0,01nT til 0,1nT. $\ alfa$

Protonmagnetometeret brukes spesielt i geofysikk for å måle de tidsmessige variasjonene i det geomagnetiske feltet og magnetiske anomalier produsert av magnetiserte legemer som nedgravde metallgjenstander, vrak, jernholdige avsetninger, mineraler med høy magnetisk følsomhet, etc.

Relaterte elementer

Internasjonalt geomagnetisk referansefelt

Andre prosjekter

Wikimedia Commons inneholder bilder eller andre filer om magnetometeret

Eksterne lenker

( EN ) Magnetometer / Magnetometer (annen versjon) , i Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.