Способ измерения величины неоднородности магнитного поля Советский патент 1980 года по МПК G01R33/00 

НИИ тока в металле высокой чистоты, помещенном в нерцнородное магнитное поле На фиг. 1 показана векторная диаграм ма токов элёктричесжих в идеальном -однородном магшггном поле. С повышением чистоты металла и напряженности Н основную роль в переносе заряд принимает на себя дрерфовая составляющая плотности тока JQp рЬпьсччэЯкновительной J;; сводится к обеспечению равенства нулю поперечного тока. В неоднородном магнитном поле в плоскости пластины перпендикулярно линии тока, искривляются. Это приводит к тому, что в каждой точке плоскости пластины плотность тока j будет различна . Только в средней части магнитного поля, т.е. на границе возрастающего и спадающего полей, j должна быт постоянна по величине. При этом направ ление вектора j у боковых граней плас тины соытадает с направлением Е , так как носители не могут покинуть пределы образца. Предлагаемый способ измерения неоднородгюсти магнитного поля основывается на высокой чувствительности направлетдая тока в металлах высокой чистоты к величине неоднородности. При повышении чистоты металла, т.е. увеличении длины свободного пробега носителей и напряженности поля И чувствительность к неоднородности резко возрастает (примерно как тангенс углов, близких к 9О). Способ реализуется следующим образом. На эталонном обра;зйё ЯрНШ|)1ГваК)т о его ширине несколько пар потенпиальных точечных электродов и Шправлёшш приложенного электрического поля. На фиг 2 показан эталонный образец в собранном виде. В качестве эталонного образца берут пластину металла высокой чистоты, которую помешают & поперечное магнитное поле так7 чтобы потенциальные электроды находились в средней части магнитного поля. При пропускании тока по образцу на контактах 1-1 определяется истинный сигнал, вызванный омическим и магнитным сопротивлениями металла. На остальных контактах огфецеляется сигнал от пвух составляюоок падения напряжения, вызванного сопротивлением току и Холловскрй ЭДС, При этом напряжение на оентралыюй паре контактов 5-6 заведомо больше в силу бодьшего искривления токовой лнвии в. 3TOJ5 области. Угол накл6на вект6 ра J к Е на контакта 5-6 по отношерию

739442 It коллинеарным j п Е в области контактов 1-2 (9-10) определяет неоднородность магнитного поля. Неоднородность можно .определить и по отношению напряжений, измеренных на контактах 5-6 и 1-2 (9-10), причем величина этого отношения не зависит от силы тока. Отнотсктельная величина сигналов на цеетральном и крайнем электродах значительна. что не требует применения вырокочувствительной аппаратуры. Только в поле с идеальной однородностью падение напряжения на всех потенциальных парах будет одинаково даже в сильных эффективньк полях. Пример осуществления способа. В качестве эталонного образца выбирают мелкозернистый поликристаллический алюминий высокой чистоты с R 273K+R 4,2 К порядка 20000, изготовленный в виде пластины шириной см. При температуре жидкого гелия образец помещают в поле сверхпроводящего магнита напряженностью до 47 КЗ и неоднородностью 0,7% на см. пропускаемый по образцу ток равен 15 а, и разность потенциалов определена компенсационным методом с коммутацией направления тока. На фиг. 3 изображена векторная диаграмма распределения плотности тока по образцу в магнитном поле 47 кэ. Плотность тока по всей ширине образца одинакова и у боковых граней совпадает по направлению с приложенным электричесКИМ полем. Распределение напряженияУ,., снятое в направлении Е по ширине образна, приведено на фиг. 4. Сигнал, определенный на контактах 5-6, в 12 раз превышает значение U на контактах 1-2 (9-10) при неоднордности поля 0,7% на см. Когагрольные измерения были проведены на алюминии той же чистоты в поле соленоида напряженностью до 60 кэ и неоднородностью 0,2% на см; полученное отношение напряжений равно 7, т..е.. однородность поля в этом случае значительно вьпне. Заявленный способ обеспечивает высокую точность измерений в больших эффективных магнитных полях; дает возможность определять степень неоднородности поля в высокооднородных магнитных системах при цэостоте измерений. Формула изобретения Способ намерения величины неоднород1ГОСТИ магнитного поля, заключающийся в измерении падения напряжения на об57394 :: Lr:ri r --е яеском и магнитном полях, отличающийся тем, что, с 1аелью повышения точности ощ)еделения величины неоднородности магнитного поля при гелиевых температурах, пропускают ток по образцу иэ металла, высокой чнстоты с потенииальнь1ми элек426родами, помешенному в срецшою часть -поперечнотч) магнитного поля, определяют напряженке в направлении приложенного электрического полЯ на иенгралъной и крайних парах электродов и по их отношению определяют величину неоднородности магнитного поля.

//

Vf-J

8

10

/1

4JL

В„

Ф.

и г. 2

М CiS 0.7S iO V Фи.