SU1626228A1 - Device for measuring quasi-stationary magnetic - Google Patents
Device for measuring quasi-stationary magnetic Download PDFInfo
- Publication number
- SU1626228A1 SU1626228A1 SU894639097A SU4639097A SU1626228A1 SU 1626228 A1 SU1626228 A1 SU 1626228A1 SU 894639097 A SU894639097 A SU 894639097A SU 4639097 A SU4639097 A SU 4639097A SU 1626228 A1 SU1626228 A1 SU 1626228A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- photodetector
- output
- lens
- rod
- mirror
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл измерени малых квазистатических магнитных полей. Цель изобретени - повышение точности и чувствительности измерений - достигаетс тем, что сердечник соленоида 5 выполнен в виде стержн с зеркальным торцом , а компенсатор выполнен в виде зеркального гальванометра с фотоприемником. Устройство содержит лазер 1, светоделитель 2, зеркала 3, мэгнитострикционный стержень 4, генератор 6 подмагничивани , зеркало 7 гальваноматоа, светоделитель 8. растровую диафрагму 9. объективы 10, 11, 15. 16. фотоприемник 12,усилитель 13 зеркального гальванометра , растровую диафрагму 14, фотоприемник 17. резонансный усилитель 18, источник 19 посто нного напр жени . 2 ил.This invention relates to a measurement technique and is intended to measure low quasistatic magnetic fields. The purpose of the invention is to improve the accuracy and sensitivity of measurements - is achieved by the fact that the core of the solenoid 5 is made in the form of a rod with a mirror end, and the compensator is made in the form of a mirror galvanometer with a photodetector. The device contains a laser 1, a beam splitter 2, mirrors 3, a magnetic rod 4, an oscillator 6, a mirror 7 galvanomatoa, a beam splitter 8. raster diaphragm 9. lenses 10, 11, a mirror galvanometer 13, raster diaphragm 14 , photodetector 17. resonant amplifier 18, source 19 of constant voltage. 2 Il.
Description
fefe
Фиг ЛFIG L
Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл измерени малых квазистатических магнитных полей.This invention relates to a measurement technique and is intended to measure low quasistatic magnetic fields.
Цель изобретени - повышение точности и чувствительности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and sensitivity of measurements.
На фиг.1 изображена блок-схема устройства дл измерени инфранизких магнитных полей; на фиг.2 - зависимость деформации X магнитострикционного стержн от приложенного магнитного пол .Fig. 1 shows a block diagram of a device for measuring infra-low magnetic fields; figure 2 - the dependence of the deformation X of the magnetostriction rod from the applied magnetic field.
Устройство (фиг. 1) содержит лазер 1, оптически соединенный с интерферометром Майкельсона, содержащим светоделитель 2, зеркала 3, причем зеркалом сигнального плеча интерферометра вл етс зеркальный торец магнитострикционного стержн 4, помещенного в катушку соленоида 5, соединенного с генератором 6 подмагничива- ни , зеркало 7 гальванометра, расположенное на выходе интерферометра, оптически соединенный с ним светоделитель 8, в проход щем луче которого находитс перва растрова диафрагма 9, расположенна между первым и вторым обьективами 10 и 11, и фотоприемник 12, наход щийс в фокусе объектива 11 и соединенный с усилителем зеркального гальванометра 13, а в отраженном луче светоделител 8 - втора растрова диафрагма 14, расположенна между третьим и четвертым обьективами 15 и 16, фотоприемник 17, наход щийс в фокусе объектива 16, соединенный с резонансным усилителем 18, выход которого соединен с выходом устройства , К соленоиду 5 подключен также источник 19 посто нного напр жени .The device (Fig. 1) contains a laser 1, optically coupled to a Michelson interferometer containing a beam splitter 2, mirrors 3, and the mirror of the interferometer signal arm is the mirror end of a magnetostrictive rod 4 placed in a solenoid coil 5 connected to a bias oscillator 6, galvanometer mirror 7, located at the output of the interferometer, optically coupled to a beam splitter 8, in the transmitted beam of which there is a first raster diaphragm 9 located between the first and second objectives and 10 and 11, and the photodetector 12, which is in the focus of the lens 11 and connected to the amplifier of the mirror galvanometer 13, and in the reflected beam of the splitter 8 - the second raster diaphragm 14, located between the third and fourth lenses 15 and 16, the photodetector 17, which is In the focus of the lens 16, connected to the resonant amplifier 18, the output of which is connected to the output of the device, a constant voltage source 19 is also connected to the solenoid 5.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Образующуюс на выходе интерферометра интерференционную картину ориентируют относительно растровой диафрагмы 9 так, чтобы светлые полосы были полностью перекрыты ею. Таким образом, положение рабочей точки дл фотоприемника 12 соответствует минимуму интерференционной картины. Растрова диафрагма 14 уста- навливэетс так, что рабоча точка фотоприемника 17 соответствует участку максимальной крутизны интерференционной картины. Стабильное положение рабочей точки обоих фотоприемников обеспечиваетс цепью обратной св зи с усилителем зеркального гальванометра 13 в качестве регулирующего блока. Смещение полос, возникающее за счет дестабилизирующих факторов (вли ние температуры, давлени , вибраций) вызывает по вление сигнала рассогласовани на выходе фотоприемника 12, который по цепи обратнойThe interference pattern formed at the output of the interferometer is oriented relative to the raster diaphragm 9 so that the bright bands are completely blocked by it. Thus, the position of the operating point for the photodetector 12 corresponds to the minimum of the interference pattern. The raster diaphragm 14 is set so that the operating point of the photodetector 17 corresponds to the section of the maximum steepness of the interference pattern. The stable position of the operating point of both photodetectors is provided by a feedback circuit with the amplifier of the mirror galvanometer 13 as a control unit. The shift of the bands due to destabilizing factors (temperature, pressure, vibrations) causes an error signal at the output of the photodetector 12, which is
св зи воздействует на зеркало 7 гальванометра , что вызывает поворот последнего на угол, компенсирующий смещение интерференционных полос на растровых диафрагмах 9 и 14. Компенсаци смещений интерференционной картины относительно растров диафрагм 9 и 14 производитс в полосе частот, много меньших резонансной частоты, магнитострикционного стержн 4,The coupling acts on the galvanometer mirror 7, which causes the latter to rotate by an angle that compensates for the shift of interference fringes on raster diaphragms 9 and 14. Compensation of the displacement of the interference pattern relative to the rasters of the diaphragms 9 and 14 is produced in a frequency band much smaller than the resonant frequency of the magnetostriction rod 4,
который вл етс чувствительным элементом устройства. Собственна резонансна частота продольных колебаний стержн 4 есть:which is a sensitive element of the device. The resonant frequency of the longitudinal oscillations of the rod 4 is:
1515
Fp(0,4-0,8)C/2L.Fp (0.4-0.8) C / 2L.
где С - скорость звука; L - длина стержн . Стержень помещен в тестовое переменное магнитное поле соленоида 5 частоты FI, равной собственной резонансной частоте стержн Fp, которое обеспечиваетс соле- оидом 5 и генератором 6 подмагничива- ни . Дл установки рабочей точки на нульwhere C is the speed of sound; L is the length of the rod. The rod is placed in a test alternating magnetic field of the solenoid 5 of the frequency FI, equal to the natural resonant frequency of the rod Fp, which is provided by the solenoid 5 and the oscillator 6 of the magnetization. To set the operating point to zero
зависимости Х(Н) (фиг.2) к обмотке соленоида дополнительно подключаетс источник 19 посто нного напр жени .the dependences X (H) (Fig. 2) a constant voltage source 19 is additionally connected to the winding of the solenoid.
При отсутствии измер емого магнитного пол рабоча точка находитс в нуле зависимости деформации от магнитного пол , при этом в спектре частот колебаний длины стержн , а следовательно.и колебаний интерференционной картины присутствуют только четные гармоники 2Fi, 4Fi,... и т.д.In the absence of a measurable magnetic field, the operating point is at zero dependence of the deformation on the magnetic field, while in the spectrum of frequencies of oscillations of the length of the rod, and hence of the oscillations of the interference pattern, there are only even harmonics 2Fi, 4Fi, ..., etc.
При наложении внешнего измер емого квазистатического магнитного пол рабоча точка на характеристике (фиг.2) смещаетс , и в спектре колебаний стержн , а следовательно , и колебаний интерференционнойWhen an external measured quasistatic magnetic field is applied, the operating point on the characteristic (Fig. 2) is shifted, and in the spectrum of oscillations of the rod, and consequently, of the oscillations of the interference
картины по вл ютс нечетные гармоники Fi, 3Fi,... и т.д.The patterns appear odd harmonics Fi, 3Fi, ... etc.
Колебани стержн на частоте FI резонансно усиливаютс в Q раз (Q - добротность стержн на резонансной частоте Fi).The oscillations of the rod at the frequency FI are resonantly amplified by Q times (Q is the Q of the rod at the resonant frequency Fi).
Фотоприемником 17с резонансным усилителем 18 измер етс амплитуда первой гармоники интерференционного сигнала, по величине которого определ ют магнитное поле. В эксперименте при чувствительностиPhotodetector 17c resonant amplifier 18 measures the amplitude of the first harmonic of the interference signal, the magnitude of which determines the magnetic field. In the experiment with sensitivity
интерферометра 10 б мкм/Гц, длине стержн 1 м с механической добротностью , получают величину минимального измер емого магнитного пол 10 А/м, что на два пор дка ниже, чем в известном устройстве .an interferometer of 10 μm / Hz, a rod length of 1 m with a mechanical Q, a minimum measurable magnetic field of 10 A / m is obtained, which is two orders of magnitude lower than in the known device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894639097A SU1626228A1 (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Device for measuring quasi-stationary magnetic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894639097A SU1626228A1 (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Device for measuring quasi-stationary magnetic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1626228A1 true SU1626228A1 (en) | 1991-02-07 |
Family
ID=21423573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894639097A SU1626228A1 (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Device for measuring quasi-stationary magnetic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1626228A1 (en) |
-
1989
- 1989-01-18 SU SU894639097A patent/SU1626228A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Волоконна оптика и приборостроение./Под ред. М.М.Бутусова, Л.: Машиностроение, 1987, с.168, рис.3.43. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4671659A (en) | Fiber optic displacement sensor | |
US5889901A (en) | Strain measuring apparatus/method having a sensor and a reference optical fiber grating | |
US5280341A (en) | Feedback controlled differential fiber interferometer | |
US4368981A (en) | Optical sensing system | |
US20150308911A1 (en) | Mechanical resonator sensor | |
Tran et al. | Stabilized extrinsic fiber-optic Fizeau sensor for surface acoustic wave detection | |
US4665363A (en) | Optical fibre magnetic gradient detector | |
Bohnert et al. | Coherence-tuned interrogation of a remote elliptical-core, dual-mode fiber strain sensor | |
USH371H (en) | Optical fiber interferometer | |
JP3188528B2 (en) | Fiber optic sensor for alternating electric and alternating voltages | |
SU1626228A1 (en) | Device for measuring quasi-stationary magnetic | |
Sienkiewicz et al. | A simple fiber-optic sensor for use over a large displacement range | |
US5555470A (en) | Single wave linear interferometric force transducer | |
Kist et al. | The Fiber Fabry-Perot And Its Applications As A Fiber-Optic Sensor Element. | |
US5351116A (en) | Velocimeters | |
Ziegler | Electromechanical Pick‐Up Calibration by the Interferometer Method | |
RU2279112C2 (en) | Fiber-optic sensor system | |
Tran | Stabilized extrinsic fiber optic Fabry-Perot sensor for surface acoustic wave detection | |
SU911168A1 (en) | Optical vibrometer | |
SU1250855A1 (en) | Optical-fibre transducer of temperature and pressure pulsations | |
SU979927A1 (en) | Stand for dynamic graduation of pressure converters by optical means | |
SU1755382A1 (en) | Fiber-optic sensor | |
SU1026010A1 (en) | Device for measuring small slow changes of interferometer measuring arm optical length | |
SU679789A1 (en) | Interferential device for measuring shifting of objects | |
SU1576840A1 (en) | Fiber-optic vibration meter |