Abstract
We designed and fabricated an improved null-type torque magnetometer for measuring magnetic anisotropy of magnetic materials. This torque magnetometer has a measurement range of $~{\pm}15$ dyne.cm, and the range can be controlled. Resolution is ~0.0005 dyne.cm. Noise level is less than 0.01 dyne.cm with one measurement, and less than 0.004 dyne.cm with 10 averaged measuremets. The precision is less than 0.5 %. In contrast to typical null-type torque magnetometers, we placed a small ferrite magnet in the Helmholtz coil, instead of placing coil in the permanent magnet. From this novel sturucture, we can design a geometrically isotropic and relatively light-weight sample rod. Also, we can prevent the effect of input and output lines of coil exposed in the magnetic field in torque meter. Consequently, our novel null-type torque magnetometer can have a better sensitivity, faster response time, and smaller distortion of torque curve than commercially available torque magnetometers.
자성물질의 자기이방성을 측정하기 위해 개선된 구조의 null-type 토크마그네토미터를 설계, 제작하였다. 제작된 토크마그네토미터의 측정범위는 $0~{\pm}15\;dyne.cm$이며 조절이 가능하다. 이 범위내에서 분해능은 약 0.0005 dyne.cm 정도이며, 1회 측정시 잡음수준은 ~0.01 dyne.cm, 10회 반복측정한 경우 ~0.004 dyne.cm 이하였으며, 반복재현시 나타나는 오차는 0.5% 이하였다. 본 연구에서 제작된 토크마그네토미터는 종전의 null-type 토크마그네토미터와는 달리 영구자석을 내부에, 헬름홀쯔 코일을 외부에 위치시킨 구조의 토크미터를 포함하고 있다. 이로 인하여, 기하학적으로 등방적인 모양으로 토크미터를 설계할 수 있었으며, 헬름헬쯔 코일의 입력전선과 출력전선의 역학적 및 전기적 임피던스에 으히나 토크곡선의 왜곡을 방지할 수 있었고, 샘플막대의 관성모멘트를 줄일 수 있었다. 그 결과 토크에 대하 보다 민감하면서도 반응속도가 빠르며 토크곡선의 왜곡요인이 적은 토크마그네토미터를 제작할 수 있었다.
