Способ измерения величины неоднородности магнитного поля

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 739442(23) ПриоритетОпубликовано 05,06,80, Бюллетень21 / Дата опубликования описания 06,06,80 по делам изобретений и открытий(7) Заявител вердого тела и пол орусской ССРОСТ И 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НЕОДНОМАГНИТНОГО ПОЛЯФ етени ям, м И носится к магнитнымт быть использовано,ссле омния чистых изме ч дност что ости измеце в ном иэльньнюю, опреприлонтральпо иходнов частности, д и дметаллов,Известны методы измерении полей,такие, как баллистический, электродина 5мический основанные на эффекте Холла,Созданные на их основе магнитомеры поволяют производить измерения с точностью 1-2%, Такая погрешность не поэ 10вопиет определить действительную величину неоднородности магнитного пола вкачественно выполненных магнитных системах,Наиболее близок к предлагаемому црецизионный способ измерения характерис.тик магнитного поля, осномнный на явлении ядерного магнитного резонанса.Однако при измерениях по данному способу верхний предел напряженности полаограничивается 25 кэ, тогда как пола,получаемые в области гелиевых температур, лежат значительно выше этого предела, Измерения ядерными магяитометрамй связаны с применением съемных датчиков,каждый из которых работает в небольшомопределенном интермле напряженности Цель изобретения - повышениети определении величины неодноромагнитного поля при гелиевых темтурах,Указанная цель достигается темпри измерении величины неоднородмагнитного поля, заключающемся вренин падения напряжения на образскрещенных электрическом и магнитполях, пропускают ток по образцуталла высокой чистоты с потенциаэлектродами, помещенному в средчасть поперечного магнитного полнделяют напряжение в направленииженного электрического поля на ценой и крайней, паре электродов иотношению определают величину неродности магнитного поля,Сущность изобретения заключаев использомнии явления искривлени3 7394ний тока в металле высокой чистоты, оомешенном в неоднородное магнитное поль,На фиг. 1 показана векторная диаграмма токов электрических полей в идеальномоднородном магнитном поле, С повышением чистоты металла и напряженности Н основную роль в переносе зарядапринимает на себя дреГфоввя составляющая плотности тока ) рольстолкновиртельной ), сводится к обеспечению ра Овенства нулю поперечного тока,35 В неоднородном магнитном поле вплоскости пластины перпендикулярно Н/линии тока, искривляются, Это приводитк тому, что в каждой точке плоскостипластины плотность тока ) будет различна, Только в средней части магнитного поля, т,е, на границе возрастаюшего и спадающего полей, ) должна бытьпостоянна по величине, При этом направ 20ление векторау боковых граней пластины совпадает с направлением Е, таккак носители не могут покинуть пределыобразца. Предлагаемый способ измерения25неоднородности магнитного поля основывается на высокой чувствительности направления тока в металлах высокой чистоты к величине неоднородности.При повышении чистоты металла, т,е,ЗОувеличении длины свободного пробега носителей и напряженности поля Н чувствительность к неоднородности резко возрастает (примерно как тангенс углов,близких к 90 ),Способ реализуется следующим образом. На эталонном образце"йрймйваютпо его ширине несколько пар потенциальных точечных электродов в мщравленииприложенного электрического поля, Нв40фиг, 2 показан эталонный образец в собранном виде. В качестве эталонного образца берут пластину металла высокойчистоты, которую помещают Ь попереч-ное магнитное поле так, чтобы потен 45циальные электроды находились в средней части магнитного поля, При пропускании тока по образцу на контактах 1-10определяется истинный сигнал, вызванный омическим и магнитным сопротивль 50ниями металла, На остальных контактахопределяется сигнал от двух составляющих падения напряжения, вызванного сопротивлением току и Холловской ЭДС,При этом напряжение на центральной паре контактов 5-6 заведомо больше в силу бощ шего искривления токовой линиив этоЭ области, Угол наклона вектора.) к с. на контактах 5-6 по отношению 42 4.к коллинеарным ) и Е в области контактов 1-2 (9-10) определяет неоднородность магнитного поля, Неоднородностьможно определить и по отношению напряжений, измеренных на контактах 8-6 и1-2 (9-10), причем величина этого отношения не зависит от силы тока, Относительная величина сигналов на центральном и крайнем электродах значительначто не требует применения высокочувствительной аппаратуры, Только в поле сидеальной однородностью падение напряжения на всех потенциальных парах будет одинаково даже в сильных эффективных полях,Пример осуществления способа, В качестве эталонного образца выбирают мелкозернистый поликристаллический алюмис оний высокой чистоты с Р 273 К+К 4,2 Кпорядка 20000, изготовленный в видепластины шириной В, =1 см. При температуре жидкого гелия образец помешаютв поле сверхпроводящего магнита напряженностью до 47 кэ и неоднородностью0,7% на см, Пропускаемый по образцуток равен 15 а, и разность потенциаловопределена компенсационным методом скоммутацией направления тока,Нв фиг, 3 изображена векторная диаграмма распределения плотности тока пообразцу в магнитном поле 47 кэ, Плотность тока по всей ширине образца одинакова и у боковых граней совпадает понаправлению с приложенным электрическим полем, Распределение напряжения О,снятое в направлении Е по ширине образца, приведено на фиг, 4, Сигнал, определенный нв контактах 5-6, в 12 раз превышает значение О нв контактах 1-2(9-10) при неоднордности поля 0,7%на см, Контрольные измерения были проведены на алюминии той же чистоты вполе соленоида напряженностью до 60 кэи неопнородностью 0,2% на см, полученное отношение напряжений равно 7, те,.однородность поля в этом случае значительно выше,Заявленный способ обеспечивает высокую точность измерений в больших эффективных магнитных полях; дает воэможность определять степень неоднородностиполя в высокооднородных магнитных системах при простоте измерений,Формула изобретенияСпособ измерения величины неоднородности магнитного поля, заключамцийся р измерении падения напряжения нв оба ьц115 739442 6разце в скрещенных электрическом и маг- тродами, помещенному в среднюю чйсть1нитном полях, о т л и ч а ю щ и й с я - поперечного магнитного поля, определяют тем, что, с целью повышения точности напряхение в направлении щиложенного определения величины неоднородности маг-электрического поля на центральной и нитного поля при гелиевых температурах,крайних парах электродов и по их отнопропускают ток по образцу из металла,шению определяют величину неоднородвысокой чистоты с потенпиальными влек- ности магнитного поля,739442 Ю цИ р уу;у (О 4 смфри +Составитель М, Клыков Редактор Б. федотов Техред М. Кузьма Корректор С, Шомак Заказ 2916/39 Тираж 1019 Подпсиное БНИИПИ Государственного комитета СССРао делам иаобретений и открытий113038, Москва, Ж, Рауюская наба. 4/5филиал ППП Патевтф, г, Ужгород, ул. проектная, 4