Метрологическая основа магнитных измерений

Магнитные измерения тесно связаны с электрическими измерениями, так как электрические и магнитные явления представляют собой части единого электромагнитного процесса. В большинстве случаев при определении той или иной магнитной величины измеряется практически электрическая величина, значение которой представляет собой функцию измерения магнитной величины. Сама же магнитная величина определяется расчетным путем на основании соотношений, связывающих магнитные и электрические величины. Посредством магнитных измерений решается ряд задач, к которым относятся исследование магнитных свойств веществ и материалов, атомов и атомного ядра; контроль качества магнитных материалов и изделий из них; измерение магнитных полей постоянных магнитов и электромагнитов; исследование магнитного поля Земли и других планет; изучение физических свойств материалов по их магнитным характеристикам. Каждая из этих областей исследований предъявляет свои требования к диапазону и точности измерений, частотному диапазону, условиям измерения и к средствам измерения.

В Российской Федерации область магнитных измерений базируется на трех первичных эталонах — магнитной индукции и напряженности, магнитного потока и магнитного момента.

Эталон единицы магнитной индукции и напряженности — катушка Гельмгольца с однослойной намоткой голой медной проволоки на кварцевый каркас. Магнитная индукция при постоянном токе в 1А, пропущенном через обмотку, определяется расчетным путем с погрешностью ±0, 001 % по измеренным геометрическим размерам катушки. Основной параметр меры индукции — ее постоянная К_в= В/I. В качестве меры магнитной индукции В и напряженности Н могут служить соленоиды и постоянные магниты.

Эталон магнитного потока — катушка взаимной индуктивности, состоящая из двух гальванически не связанных между собой обмоток и воспроизводящая магнитный поток, сцепляющийся с одной из обмоток, когда по другой протекает электрический ток.

Эталон единицы магнитного момента — группа постоянных магнитов эллипсоидной формы. Значения магнитных моментов определены путем сравнения индукции поля, создаваемого магнитом, с индукцией поля катушки как эталоном единицы магнитной индукции.

Кроме эталонов и образцовых мер в практике измерений используются и стандартные рабочие магнитные меры.