плавно изменяться. При этом высокочастотное поле должно быть направлено перпендикулярно постоянному полю Н. При значении/, соответствующем значению в (1.211), происходит поглощение энергии. Этот момент может быть зафиксирован с помощью радиотехнических средств (например, электронным осциллографом). Поскольку в качестве ядросодержащего образца выбирают вещества с известным с высокой точностью гиромагнитным отношением уя. -то измеряемую величину можно определить из (1.211). Чаще всего используют ядра водорода (протона) с уя=2,675120• 10 Вб-Х Хс-м-рад. Применяя вместо ядер водорода ядра других элементов, отличающихся по уя, можно изменять пределы измерения прибора.

Точность измерений определяется точностью фиксирования момента резонанса и измерения резонансной частоты. Для полей 10*-10 А/м значение частоты лежит в диапазоне 10-10* Гц. Такие частоты обычными приборами (волномерами) могут быть измерены с погрешностью до 0,01%, а специальными методами - до 0,0001%.

Для фиксирования момента резонанса можно использовать различные схемы и приборы. Весьма часто для этой ц-ели применяют способ модуляции высокочастотного поля слабым переменным полем низкой частоты (50 Гц). Для этого на образец кроме катушки высокочастотного контура накладывается модулирующая катушка. Образец и обе катушки, заключенные в тонкостенный медный стакан вместе с высокочастотным кабелем, представляют собой зонд к прибору.

В результате модуляции на выходе детектора появляется сигнал низкой частоты, который после усиления подается на вертикальные пластины осциллографа. При синусоидальной горизонтальной развертке, синхронной с модулирующим напряжением, на экране осциллографа можно наблюдать резонансную линию. Нужный сдвиг по фазе между напряжением на горизонтальных пластинах и напряжением модулирующего поля устанавливается фазовращателем.

Так как за период модуляции резонансные условия выполняются дважды, то на экране осциллографа одновременно наблюдается два импульса, в общем случае смещенные один относительно другого, что объясняется в основном неоднородностью магнитного поля в пределах объема образца.

Точной настройке в резонанс соответствует симметричное расположение сигналов относительно центра развертки.

Приборам, построенным на основе ЯМР, присуща высокая точность измерения, в десятки раз превышающая точность почти всех других приборов для магнитных измерений. Измерители напряженности магнитного поля, основанные на явлении ЯМР, имеют погрешность 0,02-0,005%.

Следует также отметить, что в методе ЯМР предусмотрено использование универсальной постоянной (гиромагнитного отношения), поэтому результат измерения практически не зависит от внеш-

них причин. Это придает методу особую метрологическую ценность.

Диапазон измеряемых полей измерителей напряженности магнитного поля, выполненных на эффекте ЯМР, с использованием рассмотренной методики, называемой методом вынужденной прецессии ядер, составляет приблизительно 1 • 10*-2 • 10. А/м.

Для измерения слабых магнитных полей (порядка земного) явление ЯМР используют в виде метода свободной прецессии ядер. Однако такого рода измерительные устройства при испытаниях магнитных материалов не применяют.

В СССР на основе ЯМР (по методу вынужденной прецессии) серийно выпускается измеритель магнитной индукции III1-1 с пределами измерения 25-10- - 2,5 Тл. Погрешность прибора не превышает 0,01% при условии, что неоднородность поля в месте размещения датчика не превышает 0,02% на 1 см и 0,1% при неоднородности магнитного поля 0,05%. В приборе использован резонанс на ядрах водорода, лития и дейтерия. Намечен в серийное производство тесламетр III1-9 с автоматическим поиском и слежением за резонансным сигналом.

Параметрический метод основан на измерении параметров катушки, намотанной на испытуемый образец. В зависимости от применяемых при этом средств измерения различают мостовой, резонансный и компенсационный методы.

Мостовой метод применяют при определении магнитных характеристик магнитомягких материалов на переменном токе для диапазона частот 50 Гц - 200 МГц в слабых полях. При низких частотах, возможны измерения и в сравнительно сильных полях.

Метод основан на том, что по измеренным с помощью моста переменного тока индуктивности Lx и активному сопротивлению Гх обмотки с исследуемым магнитным образцом определяют свойства материалов по формулам:

(3.10)

tg8=-4- = -; (3.11)

г„=г,-Го, (3.12)

где р, и \к" - упругая и вязкая составляющие комплексной магнитной проницаемости; Dcp - средний диаметр образца; 5 - площадь поперечного сечения образца; w - число витков обмотки; tgfi - тангенс угла потерь материала образца; Гд - сопротивление потерь; ю - угловая частота; Го - активное сопротивление обмотки.

Силу тока в намагничивающей обмотке для подсчета напряженности поля определяют, например, следующим образом. Измеряют ток в неразветвленной части моста (термоэлектрическим или другим амперметром, показания которого не зависят от частоты) и по известным значениям сопротивлений плеч уравновешенного моста подсчитывают ток в цепи катушки с образцом. В плечо, содержа-

щее Lx и Гх, амперметр непосредственно не включают, так как собственное сопротивление прибора не является постоянным и точно не известно.

Максимальные значения магнитной индукции Втах и напряженности магнитного поля Ятах подсчитывают по формулам:

Д,,,= £; (3.13)

Sw cos 8 3t£>cp

где / - действующее значение тока в цепи обмотки с магнитным сердечником.

,, Примером мостовой установки, предназначенной для измерения магнитных свойств материалов, может служить установка У520, представляющая собой мост переменного тока для измерений при частотах 450, 1000, 2400 и 4800 Гц. Форма испытуемого образца - кольцеобразный сердечник с наложенными на него обмотками. Установка позволяет производить измерения в двух режимах - синусоидальной магнитной индукции или синусоидальной напряженности поля. Величины, непосредственно измеряемые с помощью комплексного устройства: индуктивность в пределах 0,001-1,0 Гн с погрешностью порядка 2%; эквивалентное сопротивление потерь, соответствующее измерению тангенса угла потерь 0,04-0,6 с погрешностью порядка 6%; действующие значения э. д. с. (в режиме синусоидальной индукции) и намагничивающего тока (в режиме синусоидальной напряженности поля). Минимальная напряженность поля - порядка 1 А/м, максимальная - сотни А/м; максимальная измеряемая индукция составляет 60-80% от индукции насыщения.

Погрешности измерения Lx и Гх мостовыми методами зависят от схемы, частотного диапазона, номинального значения измеряемого сопротивления и составляют в среднем 1-3% для измерения индуктивности и 57о и выше для измерения сопротивления потерь.

Особенно широко мостовые методы применяют при определении магнитных характеристик на высоких частотах ферритов, магнитодиэлектриков и пермаллоев микронного проката.

Резонансный метод основан на измерении добротности колебательного контура, состоящего из индуктивностей с испытуемым сердечником и конденсатора переменной емкости. Измерив резонансную емкость контура и его добротность Q, подсчитывают индуктивность и сопротивление катушки с сердечником по формулам:

1,-; (3.15)

(3.16)