6912
Методи вимірювання магнітних полів
Лабораторная работа
Физика
Методи вимірювання магнітних полів Мета роботи: Ознайомлення з принципом дії приладу Ш1-1 для вимірювання індукції магнітного поля (принцип ядерного магнітного резонансу). Ознайомлення з принципом дії прилада Ш1-8 для вимірювання індукції магн...
Украинкский
2013-01-10
79.5 KB
6 чел.
Методи вимірювання магнітних полів
Мета роботи: 1. Ознайомлення з принципом дії приладу Ш1-1 для вимірювання індукції магнітного поля (принцип ядерного магнітного резонансу). 2. Ознайомлення з принципом дії прилада Ш1-8 для вимірювання індукції магнітного поля (на основі датчика Холла).
Завдання 1
Завдання 2
Вимірювач магнітної індукції Ш1-1
Вимірювач магнітної індукції Ш1-1 призначений для вимірювання індукції постійних полів магнітів, електромагнітів та соленоїдів. Діапазон вимірювання магнітної індукції постійних магнітів від 0,025 до 2,5 Тл, полів соленоїдів від 0,057 до 0,7 Тл. Прилад має вбудований осцилографічний індикатор для спостереження сигнала ядерного магнітного резонанса (ЯМР). Похибка вимірювавння складає 0,02 %.
Принцип дії вимірювача магнітної індукції Ш1-1 грунтується на явищі ЯМР. Якщо діамагнітна речовина, ядра якої мають магнітні дипольні моменти, помістити у постійне магнітне поле з напруженістю, то диполі почнуть прецесувати навколо напрямку цього поля.
Для виявлення прецесії магнітних диполей діамагнітну речовину, що знаходиться в ампулі, поміщають у котушку індуктивності, що є частиною контура генератора високої частоти. Частоту генератора плавно змінюють. У той момент, коли частота генератора стає рівною частоті прецесії ядер, настає явище резонанса, що проявляється у поглинанні енергії високочастотного магнітного поля ядрами робочої речовини. Це поглинання енергії, еквівалентне зменшенню добротності контура, та, відповідно, еквівалентного опору контура генератора, викликає зменшення амплітуди коливань, що генеруються. У приладі здійснюється модуляція магнітного поля напругою змінного струму частотою 50 Гц за рахунок котушки модуляції датчика, завдяки чому умови ЯМР виконуються двічі за період модулюючої напруги.
При періодичній зміні напруженості магнітного поля поблизу резонансного значення зміна амплітуди коливань, що генеруються, перетворюється після детектування у сигнал змінного струму сигнал ЯМР.
Отримавши сигнал ЯМР та вимірявши частоту генератора, можна визначити магнітну індукцію
, (1)
де частота генератора, стала вимірювального датчика (див. таблицю).
Таблиця. Значення сталих вимірювальних датчиків.
№ датчика |
Значення сталої |
1, 2, 3, 6, 7 |
0,023487 |
4 |
0,060435 |
5 |
0,153005 |
На рис.1 наведена форма ЯМР сигнала у полі з різним ступенем неоднорідності.
а
б
Рис.1. Форма сигнала ЯМР у полі з неоднорідністю:
а 0,02 % на 1 см; б 0,05 % на 1 см
Вимірювач магнітної індукції Ш1-8
Вимірювач магнітної індукції Ш1-8 це переносний прилад, що призначений для вимірювання індукції постійних полів магнітів, електромагнітів та соленоїдів. Діапазон вимірювання магнітної індукції від 0,025 до 2,5 Тл, полів соленоїдів від 0,01 до 0,3 Тл при використанні зонда С (зонд соленоїдів: діаметр його робочої частини 8 мм, довжина 504 мм). Похибка вимірювання знаходиться у межах від 1,5 % для діапазону 0,01 Тл , і 2 % для діапазонів від 0,2 до 0,3 Тл.
У цьому приладі для вимірювання магнітного поля використовується ефект Холла. Він полягає у тому, що при пропусканні струму у поздовжному напрямку крізь однорідну платівку напівпровідника (контакти 1, 2), що знаходиться у зовнішньому магнітному полі (яке перпендикулярне площині платівки, див. рис.2), виникає поперечна (контакти 3, 4) різниця потенціалів, величина якої пропорційна .
Вимірювач магнітної індукції Ш1-1
Підготовка приладу до вимірів :
Проведення вимірів :
Вимірювач магнітної індукції Ш1-8
Підготовка приладу до вимірів :
Проведення вимірів :
Розрахунок індукції магнітного поля :
, (2)
де Гн/м магнітна стала, кількість витків на одиницю довжини соленоїда, струм, що протікає у одному витку соленоїда, кути, під якими видно торці соленоїда з точки на його осі, у якій розраховується індукція магнітного поля.
Розміри соленоїда: = 0,242 м, = 600, = 0,029 м, = 0,018 м.
Рис.3. Геометричні параметри соленоїда
Контрольні запитання і завдання
1. У чому полягає явище ядерного магнітного резонансу ?
2. Поясніть виникнення ефекту Холла.
3. Самостійно отримайте формулу для розрахунку індукції магнітного поля в соленоїді.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
48337. | Конституція США. Біль про права | 35 KB | |
Конститу́ція США Верховний закон Сполучених Штатів Америки. Дійсна сьогодні Конституція США була прийнята 17 вересня 1787 року під час Конституційної Конвенції в Філадельфії і ратифікована в усіх 13 тодішніх американських штатах. Конституція США є найстарішою федеральною конституцією. | |||
48338. | Конструкции стен из крупных блоков | 32.5 KB | |
Со стенами из крупных блоков за основу принимают номенклатуру элементов предусмотренных территориальными каталогами. Архтор для своих проектов использует унифицированный набор блоков разрабатывая для них новые доборные элементы. Поясные ряды кладки состоят из поясных перемычечных и угловых блоков. | |||