DE938332C - Magnetometer - Google Patents

Magnetometer

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Publication number
DE938332C
DE938332C DEA16264A DEA0016264A DE938332C DE 938332 C DE938332 C DE 938332C DE A16264 A DEA16264 A DE A16264A DE A0016264 A DEA0016264 A DE A0016264A DE 938332 C DE938332 C DE 938332C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thread
magnet system
torsion
torque
temperature
Prior art date
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Expired
Application number
DEA16264A
Other languages
English (en)
Inventor
Fritz Haalck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Askania Werke AG
Original Assignee
Askania Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Askania Werke AG filed Critical Askania Werke AG
Priority to DEA16264A priority Critical patent/DE938332C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE938332C publication Critical patent/DE938332C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/038Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using permanent magnets, e.g. balances, torsion devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

  • Magnetometer Zusatz zum patent 937309 Gegenstand des Patents 937 309 ist ein Magnetometer, insbesondere ein solches zur Bestimmung erdmagnetischer Daten, welches ein von Torsionsfäden (oder -bändern) ganz oder teilweise in der Meßlage gehaltenes Magnetsystem besitzt. Der dem Hauptpatent zugrunde liegende allgemeine Erfindungsgedanke besteht darin, zur Temperaturkompensation des Magnetsystems die Temperaturabhängigkeit des Fadentorsionsdrehmomentes heranzuziehen. In diesem Sinne ist dort vorgeschlagen, die Torsionsfäden aus Material mit solchem thermoelastischen Koeffizienten zu wählen, daß die Temperaturabhängigkeit des am Magnetsystem wirksamen resultierenden Fädentorsionsdrehmomentes entgegengesetzt gleich der Temperaturabhängigkeit des Drehmomentes des Magnetsystems ist. Im Falle eines Magnetometers, bei welchem die horizontale Drehachse des Magnetsystems durch zwei Torsionsfäden bzw. -bänder gebildet ist, bestehen letztere beispielsweise aus Material mit verschiedenem thermoelastischem Koeffizienten. Es ist dann immer eine Zusammenstellung möglich, bei welcher der Temperatureffekt des Magnetsystems und der des einen tordierten Fadens sich derart addieren, daß ihr Gesamteffekt entgegengesetzt gleich dem Temperatureffekt des zweiten Torsionsfadens ist. Eine solche Ausbildung des Systems ermöglicht eine bequeme Einstellung der Temperaturkompensation, die für alle Feldintensitäten erhalten bleibt, sofern man bei der Meßbereichverstellung des Gerätes (Änderung der Fadentorsion) nur dafür sorgt, daß- das Verhältnis der beiden Fadentorsionswinkel gleichbleibt.
  • Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung solcher Magnetometer, bei denen das Magnetsystem von horizontalen Torsionsfäden (bzw. -bändern) getragen wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung - hierbei auf solche Magnetometer, mit denen wahlweise die erdmagnetische Vertikal- und Horizontalintensität bestimmt werden kann, indem durch entsprechende Fadentorsion das Magnetsystem in die jeweilige Ausgangsmeßlage gebracht ist, in welcher die magnetische Achse des Systems horizontal bzw. vertikal angeordnet ist.
  • Die zuletzt erwähnte obige Ausbildung der Temperaturkompensation gemäß dem Hauptpatent für Magnetometer mit von zwei horizontalen Torsionsfäden getragenem Magnetsystem ist durchaus vorteilhaft, wenn nur die Temperaturabhängigkeit desjenigen Drehmomentes des Magnetsystems zu kompensieren ist, welches von dem magnetischen Feld hervorgerufen ist, also ein temperaturabhängiges mechanisches Restdrehmoment (bedingt durch etwaige Massenunsymmetrie des Systems bezüglich seiner Drehachse) nicht vorliegt. Es hat sich jedoch nun in der Praxis gezeigt, daß auch bei sorgfältigster Herstellung des Systems ein kleines mechanisches Restdrehmomentdas überdies bei der Z-und H-Messung von verschiedener Größe und verschiedenen Vorzeichen ist - nicht ganz zu vermeiden ist und dessen Temperaturabhängigkeit daher ebenfalls beachtet werden muß. Man kommt also in diesem Falle nicht umhin, auch die Temperaturabhängigkeit dieses mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems zu kompensieren, um eine vollständige Temperaturkompensation zu erzielen.
  • Hierzu ist der bisher vorgeschlagene, weiter oben angeführte Weg weniger vorteilhaft.
  • Statt dessen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Anordnung so zu treffen, daß durch den einen Faden die Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems und durch den anderen Faden die Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems kompensiert wird. Hierbei besteht zweckmäßig derjenige Torsionsfaden, welcher der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems dient, aus zwei hintereinandergeschalteten Fadenteilen aus Material mit verschiedenem thermoelastischem Koeffizienten. Der andere Torsionsfaden, welcher der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems dient, kann durchgehend, d. h. aus einem Stück bestehen und in gewissen Grenzen einen beliebigen, thermoelastischen Koeffizienten besitzen. Dieser Faden kann natürlich aber auch, ebenso wie der andere, aus zwei hintereinandergeschalteten Teilen bestehen.
  • Mit einer solchen Ausbildung des Magnetometers ergeben sich folgende Vorteile: Bei der Messung der Vertikal- oder Horizontalintensität braucht im Falle einer erforderlichen Meßbereichverstellung nur die Torsion desjenigen (gegebenenfalls aus zwei Teilen bestehenden) Fadens geändert zu werden, mit dem die Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems kompensiert ist. Eine gleichzeitige Tordierung des zweiten Fadens ist - wie bei dem erwähnten Vorschlag gemäß dem Hauptpatent unerläßlich - nicht mehr erforderlich.
  • Bei der Messung von Z und H werden - wie erwähnt - am Magnetsystem mechanische Restdrehmomente wirksam, die sich in ihren Vorzeichen und Größen unterscheiden. Dementsprechend ist auch die notwendige Temperaturkompensation in beiden Fällen eine andere. Geht man nun mit dem Magnetometer von der Z- zur H-Messung über bzw. umgekehrt, so braucht man nur einmalig den zweiten Faden - also denjenigen, welcher der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems dient - entsprechend zu tordieren. An dem Torsionskopf dieses Torsionsfadens sieht man zweckmäßig von vornherein zwei entsprechende Markierungen oder besser gleich Anschläge vor, welche die Torsionswinkel kennzeichnen, bei denen für die Z-bzw. H-Messung die Kompensation der Temperaturabhängigkeit des jeweiligen mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems gegeben ist.
  • Die Zeichnung veranschaulicht in stark schematisierter Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Mit I ist das einen Spiegel 2 tragende, um eine horizontale Torsionsachse drehbare Magnetsystem eines in seinen Einzelheiten nicht weiter dargestellten Magnetometers (Torsionsfeldwaage) bezeichnet, welches der wahlweisen Bestimmung (direkte Anzeige und/oder Registrierung) der erdmagnetischen Vertikal- und Horizontalintensität dient. Die horizontale Drehachse wird von den beiden Torsionsfäden 3. und 4, 4' gebildet, die mit ihren einen Enden am System I und mit. ihren anderen Enden an Torsionsköpfen 5, 6 befestigt sind. Der linke Torsionsfaden besteht aus den beiden hintereinandergeschalteten Fadenteilen 4, 4', die einen unterschiedlichen thermoelastischen Koeffizienten besitzen und dient der Kompensation - der Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems.
  • Die thermoelastischen Koeffizienten der Fadenteile, 4' sind so gewählt, daß diese Temperaturabhängigkeit des Systems zusammen mit dem Temperatureffekt des einen Fadenteils entgegengesetzt gleich dem Temperatureffekt des zweiten Fadenteils ist. Der rechte Torsionsfaden 3 dient der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems.
  • Der thernioelastische Koeffizient dieses Fadens und der Fadentorsionswinket sind dementsprechend gewählt. Da - wie oben ausgeführt - das mechanische Restdrehmoment des Magnetsystems unterschiedlich ist, je nachdem ob die magnetische Achse des Systems waagerecht liegt (für die Bestimmung der Vertikalintensität) oder lotrecht verläuft (bei der Messung der Horizontalintensität), ist auch für diese Messungen ein jeweils anderer Torsionswinkel am Kopf 5 einzustellen. Um dies zu erleichtern, kennzeichnet man von vornherein diese beiden Torsionswinkel am Torsionskopf. Zweckmäßig sieht man an letzterem, wie angedeutet, entsprechende (einstellbare) Anschläge7, 7' vor, die im Zusammenwirken mit einem unmittelbar am Torsionskopf sitzenden Anschlagstift 8 die notwendige Torsionskopfverstellung festlegen, die erforderlich ist, um beim Übergang von der einen zur anderen Messung die Kompensation der Temperaturabhängigkeit des jeweiligen mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems einzustellen. Bei einer Meßbereichverstellung des Gerätes darf dann nur der Torsionskopf 6 betätigt zu werden, um das Magnetsystem wieder in die Meßausgangslage zu bringen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Magnetometer nach Patent 937 309 mit von zwei horizontalen Torsionsfäden (bzw.
    -bändern) getragenem Magnetsystem, dadurch gekennzeichnet, daß durch den einen Faden (4, 4') die Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems (I) und durch den anderen Faden (3) die Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems kompensiert ist.
  2. 2. Magnetometer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der eine und bzw. oder der andere Faden, vorzugsweise derjenige, welcher der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des vom magnetischen Feld hervorgerufenen Drehmomentes des Magnetsystems dient, aus zwei hintereinandergeschalteten Teilen (4, 4') aus Material mit verschiedenen thermoelastischen Koeffizienten besteht.
  3. 3. Magnetometer nach Anspruch I oder 2, für die wahlweise Bestimmung von Z und H, dadurch gekennzeichnet, daß am Torsionskopf desjenigen Fadens (3), welcher der Kompensation der Temperaturabhängigkeit des mechanischen Restdrehmomentes des Magnetsystems (I) dient, vorzugsweise einstellbare Markierungen, Anschläge (7, 7') od. dgl. für die beiden Torsionswinkel vorgesehen sind, bei denen für die Z-und H-Messung diese Kompensation gegeben ist.
DEA16264A 1952-07-27 1952-07-27 Magnetometer Expired DE938332C (de)

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ID=6923600

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