4508888

-5-

-5-

Inne czujniki pola magnetycznego. Busola nie jest jedynym czujnikiem reagującym na obecność pola magnetycznego. Czujnikiem o bardzo dobrych parametrach może być ruchoma cewka obracana w stałym polu magnetycznym. Standardowe czujniki Halla (hallotrony) działają w zakresie od około 10'⁴T do 1T. Stosowane są ponadto czujniki magnetorezystancyjne (MR sensors) zmieniające opór elektryczny pod wpływem pola magnetycznego (na fotografii obok czujnik KMZ10A firmy Philips o wymiarach 4.8x5.2xl.8mm). Fizycy w precyzyjnych pomiarach pól magnetycznych wykorzystują jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) oraz bardzo czułe urządzenie zwane nadprzewodzącym interferometrem kwantowym (SQIUD).

ZASADA POMIARU SKŁADOWEJ POZIOMEJ ZIEMSKIEGO POLA MAGNETYCZNEGO

Wektor natężenia ziemskiego pola magnetycznego H jest położony ukośnie w stosunku do powierzchni Ziemi oraz do płaszczyzny busoli. Kąt (p jaki tworzy z płaszczyzną poziomą nazywany jest inklinacją magnetyczną. Wektor H rozłożyć można na dwa wektory składowe: poziomy H_x oraz pionowy H_z o długościach H_x=Hcos<p, H_z=Hsincp.

Jeżeli płaszczyzny cewek Helmholtza ustawimy równolegle do wektora H_x, to kierunek pola magnetycznego H_w wytworzonego przez prąd płynący w uzwojeniu jest do wektora H_x prostopadły (Rys.3). Igła busoli ustawia się równolegle do wypadkowego wektora natężenia pola magnetycznego. Ponieważ wartość H_w może zostać obliczona na podstawie równania (1), pomiar kąta a o jaki obróciła się igła busoli pozwala obliczyć wartość składowej H_x:

H_w _ 0,715 ni tg a r tga

[A.m]

(2)

gdzie n oznacza liczbę zwojów, r - promień cewek wyrażony w metrach oraz I - natężenie prądu w cewkach wyrażone w amperach.

BŁĘDY SYSTEMATYCZNE PRZYRZĄDÓW i BŁĘDY METODY POMIAROWEJ

Porównanie wyniku otrzymanego w naszym pomiarze z wartością tablicową H oraz H_x może ujawnić znaczną niezgodność, np. 50%. Przyczyna może być taka, że nad błędem przypadkowym mogą dominować znacznie od niego większe błędy systematyczne. Dla przykładu końce dużej igły busoli stycznych znajdują się poza centrum układu kół Helmholtza, co powoduje, że natężenie pola H_w obliczone na podstawie równania (1) może odbiegać od prawdziwego o kilka procent. Główną przyczyną rozbieżności wyników jest jednak przeprowadzenie pomiaru w budynku (dlaczego?).