Главная | Обратная связь

Новые типы гироскопов

Постоянно растущие требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором, но и искать принципиально новые идеи, позволившие решить проблему создания чувствительных датчиков для измерения и отображения параметров углового движения объекта. В настоящее время известно более ста различных явлений и физических принципов, которые позволяют решать гироскопические задачи. В России и США выданы тысячи патентов и авторских свидетельств на соответствующие открытия и изобретения. Поскольку прецизионные гироскопы использовались в системах наведения стратегических ракет большой дальности во время холодной войны, информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как секретная. Перспективным является направление развития квантовых гироскопов.

Магнитометры

Магнитометр - (от греч. magnetis - магнит и... метр), прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ (магнитных материалов). В зависимости от определяемой величины различают приборы для измерения: напряжённости поля (эрстедметры), направления поля (инклинаторы и деклинаторы), градиента поля (градиентометры), магнитной индукции (тесламетры), магнитного потока (веберметры, или флюксметры), коэрцитивной силы (коэрцитиметры), магнитной проницаемости (мю-метры), магнитной восприимчивости (каппа-метры), магнитного момента.

В более узком смысле магнитометры - приборы для измерения напряжённости, направления и градиента магнитного поля. Шкалы магнитометров градуируются в единицах напряжённости магнитного поля СГС системы единиц (эрстед, мэ, мкэ, гамма = 10⁵ э) и в единицах магнитной индукции СИ (тесла, мктл, нтл).

Самым главным параметром магнитометра является его чувствительность. При этом формализовать этот параметр, сделать его единым для всех магнитометров практически невозможно и не только потому, что магнитометры отличаются принципом действия, но и конструкцией преобразователей и функцией обработки сигнала. Для магнитометров принято чувствительность обозначать величиной магнитной индукции поля, которое способен зарегистрировать прибор. Обычно чувствительность измеряют в нанотеслах (нТл) 1нТл=(1Е-9)Т. Кроме чувствительности для определения качества прибора используют такой параметр, как разрешающая способность, который также измеряется в нанотеслах и определяет ту минимальную разницу индукции, которую возможно зарегистрировать прибором. Для того чтобы представить величину индукции магнитного поля, которое регистрируют современные магнитометры, достаточно вычислить величину магнитного поля, создаваемого проводником с током в 1 мА на расстоянии 0.1м.

Поле Земли составляет величину примерно 35000nT (35µT). Это усредненная величина – в различных точках земного шара она меняется в диапазоне 35000nT (35µT) – 60000nT (60µT). Таким образом, задача поиска ферромагнитных предметов состоит в том, чтобы на фоне природного поля Земли обнаружить приращение поля, обусловленное искажениями от ферромагнитных предметов.
* Bmax = 70µT Hmax=55.7A/m
Bmin = 20µT Hmin=15.9A/m

Существует несколько физических принципов и основанных на них типов магнитометрических приборов, позволяющих фиксировать минимальные изменения магнитного поля Земли или искажения, вносимые ферромагнитными объектами. Современные магнитометры обладают чувствительностью от 0.01nT до 1nT, в зависимости от принципа действия и класса решаемых задач.