Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Для цитирования:

Сокол-Кутыловский О. Л. Нелинейное усиление сигнала магнитной индукции в магнитомодуляционном датчике с аморфным ферромагнитным сердечником // Известия вузов. ПНД. 2022. Т. 30, вып. 2. С. 233-238. DOI: 10.18500/0869-6632-2022-30-2-233-238

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 514)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Краткое сообщение
УДК: 
53.082.7

Нелинейное усиление сигнала магнитной индукции в магнитомодуляционном датчике с аморфным ферромагнитным сердечником

Авторы: 
Сокол-Кутыловский Олег Леонидович, Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской Академии наук
Аннотация: 

Цель настоящего исследования — показать возможность использования управляемой магнитным полем нелинейности изменения амплитуды в колебательном LC-контуре, содержащем сердечник из аморфного ферромагнитного сплава с компенсированной продольной магнитострикцией, что позволяет получить высокий коэффициент преобразования датчиков слабого магнитного поля, работающих при комнатной температуре. Методы. Рассмотрен реализованный на практике метод построения магнитомодуляционных датчиков магнитной индукции с фиксированным магнитным полем смещения, которое соответствует максимальной крутизне нелинейной характеристики колебательного LC-контура с аморфным ферромагнитным сердечником в области автопараметрического резонанса. Результаты. Показано, что устойчивый коэффициент преобразования датчика длиной 35 мм на основе LC-контура с автопараметрическим усилением на частоте модуляции 256 кГц может достигать 10 мВ/нТл, что позволяет при имеющейся элементной базе регистрировать сигналы слабого переменного магнитного поля с амплитудой 0.03 пТл/Гц1/2 в частотном диапазоне от 10 до 1000 Гц. Отмечено, что возбуждение датчика слабым гармоническим магнитным полем высокой частоты и постоянное нахождение аморфного ферромагнитного сердечника вблизи состояния технического насыщения значительно снижает уровень собственного магнитного шума магнитомодуляционного датчика. Заключение. Магнитомодуляционные датчики с автопараметрическим усилением сигнала магнитной индукции могут найти применение в геофизике, магнитобиологии и биомедицине. 

Список источников: 
  1. Поляков С. В., Резников Б. И., Щенников А. В., Копытенко Е. А., Самсонов Б. В. Линейка индукционных датчиков магнитного поля для геофизических исследований // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52, № 1. С. 5–27.
  2. Janosek M., Butta M., Dressler M., Saunderson E., Novotny D., Fourie C. 1-pT noise fluxgate magnetometer for geomagnetic measurements and unshielded magnetocardiography // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2020. Vol. 69, no. 5. P. 2552–2560. DOI: 10.1109/TIM.2019.2949205.
  3. Fescenko I., Jarmola A., Savukov I., Kehayias P., Smits J., Damron J., Ristoff N., Mosavian N., Acosta V. M. Diamond magnetometer enhanced by ferrite flux concentrators // Physical Review Research. 2020. Vol. 2, no. 2. P. 023394. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.2.023394.
  4. Yang K., Chen H., Lu L., Kong X., Yang R., Wang J. SQUID array with optimal compensating configuration for magnetocardiography measurement in different environments // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2019. Vol. 29, no. 6. P. 1600707. DOI: 10.1109/TASC.2019.2904483.
  5. Faley M. I., Maslennikov Y. V., Koshelets V. P., Dunin-Borkowski R. E. Flip-chip high-Tc dc SQUID magnetometer with a ferromagnetic flux antenna // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2018. Vol. 28, no. 4. P. 1600505. DOI: 10.1109/TASC.2018.2791414.
  6. Сокол-Кутыловский О. Л. О влиянии механического напряжения на ленты аморфных ферромагнитных сплавов // Деп. ВИНИТИ. 2002. № 1338-В2002. 9 с.
  7. Sokol-Kutylovskii O. L. A magneto-modulating meter of a weak variable magnetic field // Instruments and Experimental Techniques. 2019. Vol. 62, no. 4. P. 554–557. DOI: 10.1134/S0020441219040110.
Поступила в редакцию: 
08.08.2021
Принята к публикации: 
26.01.2022
Опубликована: 
31.03.2022