Измерение микровариаций

Применяемые в магнитных обсерваториях вариационные станции, как и описанная ранее полевая станция, недостаточно чувствительны для измерения микровариаций порядка 1γ c периодом от десятых долей до нескольких минут. Дальнейшее повышение чувствительности магнитных систем применяемых магнитографов осложняется тем, что оно влечет за собой увеличение периода собственных колебаний магнитной системы. В Ленинградском университете и в Институте физики Земли совместно с Институтом земного магнетизма АН России разработаны конструкции магнитографов, решающих задачу измерения микровариаций с точностью, достаточной для их использования одновременно с теллурическими токами при изучении глубинного геологического строения.

Схема магнитометра ЛГУ изображена на рис. 37. Луч света, отраженный от зеркальца магнитной стрелки, при нулевом положении падает на заслонку, закрывающую фотоэлемент. При отклонении стрелки от нулевого положения возникающий в цепи фотоэлемента ток после усиления поступает в обмотку колец Гельмгольца, в центре которых находится магнитная стрелка. Направление магнитного поля в кольцах противоположно избыточному внешнему полю. При полной компенсации избыточного поля стрелка возвращается в нулевое положение. Магнитное поле тока, протекающего в цепи компенсации, является мерой вариаций. Быстрое затухание колебаний стрелки достигается с помощью магнитного поля, создаваемого током в другой секции тех же колец, сила тока пропорциональна скорости движения стрелки. Третья секция колец Гельмгольца служит для определения цены деления ординат кривой. Цена деления регулируется изменением сопротивления в цепи обратной связи и может изменяться от 0,01 до 0,3 γ/мм. Комплект станции записывает вариации трех составляющих магнитного и двух составляющих электрического поля. Пример записи станции ЛГУ изображен на рис. 38.
Как видно из описания, метод измерения допускает возможность регистрации вариаций, период которых меньше собственного периода колебаний стрелки, так как возникающее добавочное поле при острой настройке компенсируется с момента его появления.

Вариационная станция ИФЗ — НИИЗМИР существенно отличается тем, что в ней применяются малоинерционные крутильные рамки на двух нитях с периодом собственных колебаний 1—2 сек.
Полезно отметить, что принцип обратной связи, осуществленный в магнитографе ЛГУ, в последнее время используется в лабораториях для создания постоянного поля в области, ограниченной кольцами. Как известно, в индустриальных населенных пунктах измерения слабых магнитных полей невозможны вследствие помех, создаваемых постоянными токами и другими причинами. Магнитные лаборатории выносятся за пределы городов и на значительные расстояния от линий постоянного тока. На основе изложенного принципа обеспечивается возможность достаточно быстро компенсировать возникающие изменения магнитного поля и производить некоторые измерения в условиях, свободных от вариаций поля любого происхождения.