Подготовка магнитометра к работе
Перед началом работы необходимо проверить плавность работы арретира и вращения магнитометра на столике, свободный ход нивелировочных винтов столика, надежность крепления магнитометра на треноге, видимость шкалы, юстировку уровней, а также определить постоянные магнитометра.
Постоянными магнитометра являются: цена деления шкалы, величина компенсационных полей ступеней диапазонного магнита, температурный коэффициент.
1. Определение цены деления шкалы и компенсационных полей ступеней диапазонного магнита
Цена деления шкалы определяется числом γ, приходящихся на одно ее деление. Цена деления зависит от магнитного момента измерительного магнита и его расстояния до подвижного магнита. Цена деления шкалы определяется при помощи колец Гельмгольца, градуировочным комплектом КГ-1.
Кольца Гельмгольца устанавливаются так, чтобы их геометрический центр совпадал
с осью вращения подвижного магнита. Этим обеспечивается наиболее однородное поле
при градуировке.
Положение северного конца подвижного магнита отмечено на теплоизоляционном кожухе магнитометра буквой "С". В кольцах создается магнитное поле известной напряженности, и вращением рукоятки измерительного магнита подвижной магнит возвращается в нулевое положение.
Цена деления шкалы определяется по формуле:
(3)
где k - постоянная колец Гельмгольца в γ/mA;
i - сила тока, протекающая по обмоткам колец в mA;
n – no - отсчеты по шкале в делениях до и после компенсации поля (no – отсчёт в поле вертикальной составляющей МПЗ, n – отсчёт в установленном с помощью колец Гельмгольца поле).
По разности цены делений на разных участках шкалы можно определить ее нелинейность. Наибольшая нелинейность порядка 1,5% наблюдается на концах шкалы. Приращения компенсационных полей, полученные при переключении ступеней диапазонного магнита, лежат в пределах 4300 - 5900 γ, так что при любой величине измеряемого поля можно произвести переключение диапазонного магнита (по крайней мере, в одну сторону) с тем, чтобы не выходить за пределы шкалы. При переключении диапазонного магнита необходимо проверить температурный коэффициент, и в случае необходимости, произвести температурную компенсацию. Определение компенсационных полей ступеней диапазонного магнита производится по методике, аналогичной методике определения цены деления шкалы на “нулевом” диапазоне.
2. Определение и компенсация температурного коэффициента
Для определения температурного коэффициента магнитометр помещают в термостат, температура в котором медленно повышается до +40°С.
Измерение вариаций магнитного поля производится контрольным Z-вариометром. Так как показания магнитометра в зависимости от температуры в интервале от –25°С до +40°С изменяются практически линейно, то температурный коэффициент Сt вычисляется по формуле:
(4)
где: Δn = n – no - разность отсчетов по шкале испытуемого магнитометра при конечной и начальной температурах;
Δnк = nк – no - разность отсчетов по шкале контрольного вариационного прибора при конечной и начальной температурах;
цена
деления шкалы контрольного вариометра;
Δ = t – to - разность конечной и начальной температур.
Вычисленное значение Сt в случае необходимости компенсируют магнитом температурной компенсации, для доступа к которому необходимо:
а) снять теплоизоляционный кожух, отвернув невыпадающие винты;
б) ослабить стопорную гайку оси термокомпенсатора, после чего ось должна свободно вращаться.
Если, например, в результате нагревания магнитометра в термостате получен большой отрицательный температурный коэффициент, то отверткой поворачивают ось термокомпенсатора на угол 10° - 15° (!) по часовой стрелке. Термокомпенсация, равная 1 γ/°С, приблизительно соответствует углу поворота термокомпенсатора, вызывающему смещение подвижного индекса на 50 делений измерительной шкалы.
Поворачивая ось термокомпенсатора по часовой стрелке, увеличиваем Ct в сторону положительных значений, а - против часовой стрелки - в сторону отрицательных значений.
Если при повторном нагреве значение Ct будет положительным, то угол поворота оси термокомпенсации уменьшают, и наоборот, если величина Ct остается отрицательной - угол поворота оси увеличивают. Регулировку производят до тех пор, пока температурный коэффициент магнитометра по абсолютной величине не будет меньше 0,5 γ/°С.