DE606712C

DE606712C - Verfahren und Einrichtung zur Ausmessung magnetischer Felder

Info

Publication number: DE606712C
Application number: DE1930606712D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Brueche
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-03-09
Filing date: 1930-03-09
Publication date: 1934-12-08

Description

Verfahren und Einrichtung zur Ausmessung magnetischer Felder Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Instrument zur schnellen Ausmessung eines magnetischen Feldes nach Richtung und Stärke. Dabei ist an magnetische Felder gedacht, die auf einer Strecke von einigen Dezimetern als homogen angesehen werden können, wie es z. B. bei dem magnetischen Felde der Erde der Fall ist.
Es ist bereits bekannt, die Richtung des magnetischen Erdfeldes in der Weise zu bestimmen, daß man die Achse eines rotierenden Erdinduktors in diejenige Richtung bringt, in der die magnetischen Kraftlinien dieselbe nicht schneiden. Mit einer solchen Einrichtung wurde auch bisher die Inklination, nicht aber die magnetische Feldstärke selbst nebst ihren Komponenten gemessen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, als Kompaß eine Braunsche Röhre zu benutzen, bei der als Richtungsfinder der durch das Erdfeld abgelenkte langsame Elektronenstrahl dient. Die Abb. i zeigt eine solche Braunsche Röhre, in welcher der Elektronenstrahl a im feldfreien Raum genau in der Röhrenachse verläuft. Dieser Elektronenstrahl trifft auf einen senkrecht zur Strahlachse angeordneten Fluoreszenzschirm 3 (Abb. 2), auf dem sich der Ruftreffpunkt M markiert. Unter dem Einfluß der Horizontalkomponente des magnetischen Erdfeldes erleidet der Elektronenstrahl eine Krümmung, so daß sich der Ruftreffpunkt auf dem Fluoreszenzschirm um eine der Horizontalintensität entsprechende Strecke aus der Mitte 11l' nach dem Punkt P verschiebt. Die Verbindungslinie der beiden Punkte gibt die Richtung des magnetischen Meridians an.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, nach dem mittels eines Elektronenstrahles nicht nur der Deklinationswinkel, sondern sämtliche Bestimmungsgrößen der magnetischen Feldstärke, insbesondere auch die absolute Richtung und Intensität des Magnetfeldes gemessen werden. Wird die Röhre i der Abb. i so lange geneigt und im Azimut gedreht, bis der Ruftreffpunkt P des Elektronenstrahles auf dem Fluoreszenzschirm 3 genau in die Mitte M des Schirmes fällt, wie Abb. d. darstellt, so erfährt der Elektronenstrahl durch das Magnetfeld keine Ablenkung -mehr. Damit ist die Richtung des Feldes bestimmt. Will man nun die Stärke des magnetischen Feldes messen, so dreht man die Röhre um 9o°, wie es die Abb. 5 zeigt. Jetzt verlaufen die Kraftlinien senkrecht zum Elektronenstrahl und lenken ihn damit nach bekannten Gesetzen maximal ab. Kennt man die Strahlgeschwindigkeit und Strahllänge der Braunschen Röhre, so läßt sich aus diesem Ausschlag leicht die Größe des Feldes in Gauß ausrechnen.
Gemäß der Erfindung besteht eine Einrichtung zur Anwendung dieses Meßverfahrens darin, daß man die Braunsche Röhre so anordnet, daß sie nach Art eines Theodoliten um eine lötrechte und eine waagerechte Achse schwenkbar ist und daß ihre jeweilige Richtung im Raum genau in Winkelgraden festgelegt werden kann. Dazu kann man, wie in Abb. 6 dargestellt, die Strahlröhre R mit der Anschlußschnur K in die Horizontalachse eines Theodoliten einbauen. An den beiden senkrecht zueinanderstehenden Teilkreisen h (Vertikalkreis) und H (Horizontalkreis) läßt sich dann der Inklinations- und Deklinationswinkel ablesen. Mit Hilfe der auf dem Stativ T ruhenden Fußschrauben Ei, E2, Es und der Libelle L kann die Justierung des Instrumentes vorgenommen werden. Eine entsprechende Einteilung auf dem Fluoreszenzschirm wird man so gestalten, daß die Ablesung der magnetischen Feldstärke unmittelbar in Gauß erfolgt.
Da jeder Entfernung des Fluoreszenzflekkes vom Mittelpunkt des Schirmes bei gegebener Geschwindigkeit und Länge des Elektronenstrahles eine bestimmte Feldstärke entspricht, kann man leicht ein Diagramm für den Fluoreszenzschirm zeichnen. So erhält man z. B. für einen Strahl mit einer 22o Volt entsprechenden Geschwindigkeit bei 2o cm Strahllänge die Kreisschar der Abb.-3.
Es ist ohne weiteres klar, daß das Instrument sich in ähnlicher Weise, wie es hier für die Gesamtintensität des Feldes beschrieben wurde, auch zur Bestimmung der Vertikal-und Horizontalintensität benutzen läßt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Messung magnetischer Felder im Raum, insbesondere zur Erdfeldmessung, bei dem die Richtung des magnetischen Feldes in der Weise festgestellt wird, daß die empfindliche Achse einer auf das magnetische Feld ansprechenden Meßvorrichtung in diejenige Richtung gebracht wird, in der die magnetischen Kraftlinien dieselbe nicht schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßvorrichtung eine mit langsamen Kathodenstrahlen arbeitende Braunsche Röhredient, die zunächst mit ihrer optischen Achse (Richtung des unbeeinflußten Strahles) derart eingestellt wind, daß die Lage des Auftreffpunktes des Elektronenstrahles auf dem Fluoreszenzschirm keine Ablenkung zeigt und daß dann dieRöhre in eine dazu senkrechte Richtung geschwenkt wird, so daß der Abstand des Fluoreszenzpunktes vom Auftreffpunkt des unbeeinflußten Strahles als Maß der Intensität dient.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch z zur Bestimmung der Horizontalintensität des Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunsche Röhre in die Lotrichtung gestellt wird. , 3.
Abänderung des Verfahrens nach Anspruch r zur Bestimmung der Vertikalintensität des Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunsche Röhre waagerecht und in die Richtung des magnetischen Meridians gestellt wird. q..
Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunsche Röhre nach Art eines Theodoliten um eine lotrechte und waagerechte Achse schwenkbar angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzschirm der Braunschen Röhre mit einem um den Auftreffpunkt des unbeeinflußten Strahles konzentrisch angeordneten System von Kreisringen versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissystem in Gauß geeicht ist.