Способ калибровки рычажных магнитных весов и эталонный образец для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВТОРСНСВй СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТт аидаЮАНЮ и щаьттПфй ГННТ СССР(56) Иванов Е.В. и др. Оптимальная форма наконечников магнита для измерения восприимчивости методом Фарадея. - ПТЭ, 1970, Ь 2, с.221-223.Чечерников В.И, Магнитныеизмерения, - М., иэд-во МГУ, 1969, с.135.(54). СОС ЛИРОВКИ РЫЧАЖНЫХМАГНИТНЫХ ВЕСОВ И ЭТАЛОННЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть исполь" . зовано для определения абсолютныхзначений удельной магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ спомощью рычажных магнитных весов.ью изобретения является повышение Изобретение относится к магнитнымизмерениям и может быть использованодля определения абсолютных значенийудельной магнитной восприимчивостислабомагнитных веществ с помощьюрычажных магнитных весов. Цель изобретения - повьппение точности калибровки за счет исключения погрешности, обусловленной анизотропией свойств образца, Колебаниями его состава и структуры.На фиг.1 показана схема рычажных магнитных весов; на фиг.2 - устройгточности к,злибровки за счет нсключе-1 ния погрешности, обусловленной аниэотропией свойств образца, колебаниями его состава и структуры. В способе на эталонный образец в виде угле- родной матрицы, армированной углерод.ым волокном воздействуют однородным полем Н, в направлении оси образца, прикладывают к нему монотонно увеличивающийся вращающий момент и фиксируют его величину Мв момент срыва образца. Затем осуществляют два измерения восприимчивости образца в рычажных весах при ориентации образца вдоль и перпендикулярно направлению неоднородного поля их магнитной системы, фиксируя значенияи Й силы, действующей на образец,онКонстанту Н в ; - рычажных магнитных весов определяют из соотношенияйН Г 1 - Г Н аН 2 ил.аг 2 М ство для определения величины аниэотропии магнитной, восприимчивости эталонного образца в однородном поле.1 Схема содержит рычажные . весы 1, кварцевую нить 2, эталонный образец 3, полюсные наконечники 4 электромагнита, блок 5 регистрации, полюсные наконечники 6 электромагнита создающие однородное поле Нх, подвес 7 торзионных весов (кварцевая нить), гониометрическую головку 8.Способ осуществляют следующим образом.3 1499295Производят измерение аннзотропии магнитной восприимчивости образца при помощи торэионных магнитпи весов (Ьиг.2)Для этого эталонный образец 3 цилиндрической формы помещают на подвес 7 торзионных магнитных весов, выполненный в виде тонкой кварцевой нити, верхний конец которой прикреплен у гониометрической головке 8: Образец 3 находится в области однородного магнитного поля Н . Под действием поидеромоторных сил образец 3 занимает положение, при котором ось его минимальной по абсолютному значению восприимчивости совпадает по направлению с вектором Р. При этом положении образца отсчет по гониометрической головке И В = О.Затем начинают вращать гониометри" 20 ческую головку 8. Со стороны подвеса 7 на образец действует вращающий моментИС 8,где С - упругая постоянная кварцевойнити, которую определяют попериоду Т крутильных колебаний стержня с моментом инерции 1, подвешенного на кварце-рвый подвес40 1ТЭтот момент компенсируется действием пондеромоторных сил, возникающих при 35 повороте образца 3 на угол ,Ц( .с 8 ) относительно своего первоначального положения. Компенсирующий момент пон" деромоториых сил равенИ- - Дх Вхп 2, (2) 4ф Н 2( 8"Р4 22 С Готкуда аХ-(8 - -) илиНг кР 42 Ив,йх - - -Таким образом по величине ОРопределяют анизотропию магнитной восприимчивости образца.Далее образец 3 с известным значением аниэотропии магнитной восприимчивости Д помещают на подвес рычажных магнитных весов 1 (фиг.1) таким образом, чтобы его ось (ось минимальной по абсолютному значению восприимчивости Х, совпадала по направлению с вектором неоднородного магнитного поля Йи измеряют силу Х, действующую на образец со сторо ны неоднородного магнитного поляЗатем образец 3 поворачивают так, чтобы его ось была перпендикулярна вектору неоднородного магнитного поля 17 у, т.е. была направлена вдоль оси Ена Фиг.1. Наличие аксиальной симметрии восприимчивости образца 3 устраняет вращение его в горизонтальной плоскости под действием пондеромоторных сил, что позволяет точно измерить силу Х, действующую на него со стороны неодио" родного магнитного поля в данном случае.По полученным экспериментальным данным рассчитывают конатанту .ры ОНччайных весов Н у -,- 3ЗЕЗНу. О - Е)НЯв йв юУ ОК2 Игде . д- анизотрония магнитной восприимчивости образца 3. При увеличении Ивозрастает соответственно и И 45 за счет увеличения, угла у. КогдаФ увеличина вхп 2 удостигнет значения равного 1(74), пондеромоторные силы будут не в состоянии компенсировать дальнейшее возрастание крутя- .р щего момента И,Поэтому при повороте гониометри" ческой головки 8 на угол Ь 61 происходит резкое угловое смещение (срыв) образца 3 иэ положения равно- у 5 1весия, установившегося в магннтном поле, Условие срыва образца И,вИк или 1Повышение точности калибровки рычажных магнитных весов при использовании предложенного способа достигается за счет использования конкрет" ного образца со значением Д у, опре; деленным абсолютным методом.Способ используют для калибровки рычажных магнитных весов байс электромагнитом Б"177 Используют образец из пековой матрицы, армиро" ванной углеродным волокном. Температура обработки образца С.Р2400 фС, Анизотропию магнитной восприимчивости измеряют на торзиониых весах в однородном магнитном поле индукций В8020 Гс, определеннойпри помощи датчика ядерного магнитного резонанса Ш 1-1, Упругую константу кварцевой нити определяют, изме,рив период крутильных колебаний Т 30,72 ф 0,05 с алюминиевого стержня с моментом инерции 1(3,619 1 0,03) гсм. Значение ани" эотропии магнитной восприимчивости образца аХ=ху- Р = (2 ь 17 + 10 й 0,01) 10 см З. Для этого же образца измеряют .силы 1и Е иа рычажных магнитных весах при различных значениях тоха через обмотки электромагнита. .По Формуле (5) вычисляют значение 1 БЗНуН); - .При тех же значениях тока через обмотки электромагнита измеряют силы, действующие на образец поликристалли ческого графита ИГ. Используя знадНмчения Н - , полученные предлагаемым, спосо 1 ом, рассчитывают удельную Ток магнита, А 1,382 3,083 5,368 8,0961 в 56 3 ь 40 5 э 86 8 х 9 5,22 5,224,9 4,8 5,26 5,22 4,6 б 4,74 1. Способ калибровки рычажных маг 4 б нитных весов, Ьключаюший измерениесилы, действующей на эталонный абра" зец в неоднородном постоянном магнитном поле магнитной системы рычажных .магнитных весов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности калибровки предварительно на анизотропный эталонный образец с, аксиальнай симметрией магнитной восприимчивости воздействуют однородным постоянным магнитным полем, направленным вдоль аси аиизотропиого эта" лонного образца с аксиальиай симметрией магнитной восприимчивости и прикладывают к нему монотонно вазПа предлагаемому способу По известному способу -Х 31 ЛГ, 10 см г По предлагаемому способу По известному способу Иэ данных, приведенных в таблице,видно, что разброс значений Х д для поликристаллического графита, опреде. ленных по предлагаемому способу каЯ а либровки, составляет0,041 О см г в та время как для известного способа разброс этих значений составляет0,151 Осм г, т.е. в четырераза больше.Определение анизотропии магнитной ,восприимчивости образца производятадин раз, а испольэовать этот образец для калибровки рычажных магнитных весов можно неоднократно и в течение длительного времени. Значение Ну,- , определенное при калибровке,8 Нриспользуют в качестве основного параметра установки для определения магнитной восприимчивости при помощи ры чажных магнитных весов.Эталонный образец, выполненный ввиде углероднай матрицы, армиро 95 6 восприимчивость. поликоисталлическага графита по формуле х.Г"ф ОН ушН- , -где ш - масса образца. поликристаллического графита. Калибровку магнитных рычажных ве" . сов проводят также по известному спо. сабу. В качестве образца для калибровки используют химически чистую платину (0,999), удельная магнитная восприимчивость которой при температуре 290 К составляет х " 0,971х 10см г;. Образец платины имеет3массу щ р = (1164 й 0,1) мг. ОпредедНуляют Н в , - и рассчитывают значенияУалудля образца поликристаллического графита. Результаты измерений приведены в таблице.: сванной углеродным волокном, техноло гичеи, обладает достаточной по величине аиизотропнай магнитной восприимчивосс.тью,Формул аиз обре тенин,Составитель С.Шу Техред Л,Олийнык кая ктор С.Патрушева орректор 1, Король Заказ 4688/45 ВНИИПИ Госуда аж 13 по изобрет -35, Раушс Подписноеиям и открытиям прия наб., д. 4/5 ир ет венного коми113035, Мос а Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна растающий вращающий момент направленный перпендикулярно оси анизотропного эталонного образца с аксиальнойсимметрией магнитной восприимчивости,фиксируют значения напряженностиоднородного постоянного магнитногополя и вращающего момента в моментначала углового перемещения анизо"тропного эталонного образца с аксиальной симметрией магнитной восприимчивости из равновесного положения,затем последовательно воздействуютйа анизотропный эталонный образецс аксиальной симметрией магнитнойвосприимчивости неоднородным постоянным магнитным полем магнитной системы рычажных магнитных весов в направлении оси эталонного образца с аксиальной симметрией магнитной воспри Оимчивости и в направлении, перпенди,кулярном оси анизотропного эталонногообразца с аксиальной симметрией магнитной восприимчивости, и измеряютсилы, действующие на анизотропный 25эталонный образец с аксиальнойсимметрией магнитной восприимчивостипри абоих направлениях неоднородногопостоянного магнитного поля рычажныхмагнитных весов, а константу рычаж Оных магнитных весов определяют изсоотношений константа рычажных магнитных весов;значения сил, действующих на эталонный образец в неоднородном постоянном магнитном поле Ну магнитной системы рычажных магнитных весов при расположении оси эталонного образца вдоль направления неоднородного постоянногой магнитного поля магнитносистемы рычажных весови перпендикулярно емусоответственно; М - значение вращающ о мобмента в момент началауглового пере."-щения образца из равновесногоположения;Н - значение напряженности .Моднородного -.остоянногомагнитного поля. 2, Эталонный образец для калибровки рычажных магнитных весов из слабо- магнитного материала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности калибровки, он выполнен в виде углеродной матрицы, армированной углеродным волокном.