Волоконно-оптические датчики магнитного поля

Устройства, применимые для измерения высокочастотных (> 10 Гц) магнитных полей, это: проволочная петля (измерительная катушка), волоконно-оптические устройства на основе эффекта Фарадея объемные устройства на основе эффекта Фарадея. Понятно, что подробное описание принципов действия всех этих приборов выходит за пределы одной главы. Здесь мы обсудим теорию и принципы действия волоконно-оптических датчиков магнитного поля, в том числе магнитострикционные интерферометрические датчики, датчики на основе эффекта Фарадея и датчики на основе силы Лоренца.

В связи с разнообразными историческими и практическими прецедентами литература по измерениям магнитного поля страдает от приводящего в замешательство количества используемых единиц измерения. В то время как В/м — это почти универсально принятая единица измерения электрического поля, магнитное поле может быть определено в таких единицах, как гаусс, эрстед, тесла, гамма, ампер-виток/метр и, в исключительных случаях, Вб/м2. Сложности возникают потому, что обычно приходится выбирать между тем, чтобы твердо придерживаться единой системы единиц измерения или смешивать системы единиц измерения, но работать с численными значениями, которые удобны и легко распознаваемы. Правда, представления о том, какие именно единицы удобны и легко распознаваемы, открывают широкие возможности для интерпретаций и часто создают дополнительные сложности. Еще больше осложняет ситуацию то, что одни и те же параметры могут иметь различные основные размерности в различных системах единиц, в которой сопоставляются системы СИ и СГС (электромагнитные единицы). Следовательно, разумно выполнять преобразования уравнений в единой системе единиц и преобразовывать численные значения в другую систему, если это необходимо, только в самом конце. Поскольку лабораторное оборудование обычно калибруется в вольтах и амперах, удобно выполнять все вычисления в системе СИ, несмотря на присутствие неудобного //о. В этой главе мы будем придерживаться второго подхода к проблеме единиц измерения магнитного поля и использовать как систему единиц СИ, так и абсолютные электромагнитные единицы в системе СГС. При обсуждении разрешения измерений поля в свободном пространстве мы будем использовать тесла (единицу СИ), понимая, что число относится или к В, или к/1о#. При определении применяемых лабораторных полей и конкретных параметров материалов мы используем привычный эрстед (единицу СГС). Все уравнения приведены в системе СИ.