Как устроены современные магнитометры для измерения магнитной индукции?

Современные магнитометры для измерения магнитной индукции могут быть устроены по-разному в зависимости от вида прибора: inelso.ru

1. Магнитостатические магнитометры. inelso.ru Принцип действия основан на механическом воздействии магнитного поля на магнит. inelso.ru В конструкции такого датчика имеется чувствительный элемент — например, постоянный магнит, подвешенный на упругой подвеске. inelso.ru При воздействии внешнего поля, не совпадающего с полем действия чувствительного элемента, магнит испытывает вращающий момент, пропорциональный силе воздействия магнитного поля. inelso.ru По направлению и степени закручивания подвески определяются направление и сила магнитного поля, то есть индукция. inelso.ru
2. Индукционные магнитометры. inelso.ru Работа основана на явлении электромагнитной индукции, возникающей в катушке под действием магнитного поля. inelso.ru В их устройство входит непосредственно катушка, к которой подключён постоянный ток. inelso.ru Под действием тока в катушке возникает собственное магнитное поле, на которое воздействует внешнее поле, и датчики (например, ёмкостные) реагируют на вращение или колебания катушки. inelso.ru У более сложных устройств датчики могут реагировать на изменение магнитной проницаемости катушки. inelso.ru
3. Квантовые магнитометры. inelso.ru Принцип работы основан на эффекте Зеемана — расщеплении линий атомных спектров в магнитном поле. inelso.ru В этой категории различают протонные магнитометры и магнитометры с оптической накачкой. inelso.ru Чувствительным элементом протонного магнитометра является сосуд (кювета) с диамагнитной жидкостью, содержащей атомы водорода (вода, керосин, гептан и др.), при этом ёмкость находится внутри катушки. inelso.ru Через катушку проходит постоянный ток, создающий магнитное поле, ориентирующее магнитные моменты протонов и намагничивающее жидкость. inelso.ru Когда источник тока выключается, магнитные моменты протонов начинают прецессировать вокруг направления измеряемого магнитного поля, и измерение частоты прецессии позволяет определить величину напряжённости поля. inelso.ru
4. МЭМС-магнитометры. inelso.ru Принцип действия основан на механическом движении структуры за счёт действия силы Лоренца, которая действует на проводник, находящийся в магнитном поле. inelso.ru В его устройство входит подвижная алюминиевая пластина, подвешенная на пружинах, электроды и ёмкостные датчики. inelso.ru При прохождении тока через пластину возникает сила Лоренца, пропорциональная воздействию внешнего магнитного поля. inelso.ru Изменение ёмкости между пластиной и датчиками позволяет определить силу воздействия магнитного поля. inelso.ru

Также конструктивно современный магнитометр может представлять собой компактный электронный блок с цветным либо монохромным дисплеем и преобразователями для измерения напряжённости магнитного поля и остаточной намагниченности. defektoskopist.ru В зависимости от конкретного прибора и измеряемых величин используются преобразователи с датчиками Холла, магниторезистивные и феррозондовые. defektoskopist.ru