Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

12.01.2017

Простым и точным прибором для измерения H является кварцевый Н-магнитометр, основанный на том, что подвешенная на кварцевой нити стрелка уравновешивается двумя вращающими моментами, создаваемыми горизонтальной составляющей геомагнитного поля и кручением кварцевой нити. Исследования показывают, что кварцевые нити обладают весьма постоянным коэффициентом кручения, что и дает возможность использовать их для измерений. Магнитометр состоит из домика цилиндрической формы; нижняя часть домика, где вращается подвешенная на нити стрелка, расширена для свободного размещения стрелки с зеркальцем и арретирного устройства. В верхней части укреплена головка кручения с приспособлением для небольших перемещений нити с подвешенной стрелкой по вертикали. К нижней части домика примыкает отсчетная труба. Размеры прибора определяются размерами стрелки длиной 15—20 мм и нитью длиной около 200 мм.
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Магнитометр устанавливается на горизонтальный круг какого-либо прибора; точность отсчета углов по кругу выбранного прибора определяет точность измерений Н. Пусть стрелка установилась под углом α к магнитному меридиану под действием силы кручения недостаточно хорошо раскрученной нити (рис. 33). Уравнение равновесия будет
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

где с — коэффициент кручения;
β — угол, на который закручена нить.
Если стрелка и нить подобраны так, что закручивание нити на 360° вызывает отклонение стрелки от начального положения на несколько градусов, то при закручивании нити на угол 2πk, где k — целое число, стрелка отклонится на угол θ1. Условие равновесия будет
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Если же затем, приведя нить в исходное положение, произвести закручивание ее на такой же угол в противоположном направлении, то стрелка повернется от начального положения на угол θ2 и условие равновесия будет
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Подставляя значения с β из (17,1) в (17,2) и (17,3), получим
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

где А = 2πkc/M является постоянной величиной прибора, определяемой методом сравнения в обсерватории.
Из системы уравнений (17,4) вычитанием получаем
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Неизвестный угол α определяем из той же системы уравнений (17,4) сложением:
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Если нить полностью раскручена, то
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

Чувствительность стрелки к изменению поля определяется из уравнения (17,5):
Измерение горизонтальной составляющей кварцевым Н-магнитометром Лакура (QHM)

В практике работ угол θ устанавливают близким к 45°; при точности отсчета δθ = 1' и H = 0,15 э имеем δH = 4γ.
При точности отсчета 30" и при условии введения поправок за влияние температуры и за индукционное действие на стрелку геомагнитного поля погрешность измерения около ±2γ.