SU822091A1 - Magnetic field measuring device - Google Patents

Magnetic field measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU822091A1
SU822091A1 SU792768917A SU2768917A SU822091A1 SU 822091 A1 SU822091 A1 SU 822091A1 SU 792768917 A SU792768917 A SU 792768917A SU 2768917 A SU2768917 A SU 2768917A SU 822091 A1 SU822091 A1 SU 822091A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
magnetotransistor
frequency
control voltage
field
magnetic field
Prior art date
Application number
SU792768917A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арминас Валерионович Рагаускас
Original Assignee
Каунасский Политехнический Инсти-Тут Им.A.Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Инсти-Тут Им.A.Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Инсти-Тут Им.A.Снечкуса
Priority to SU792768917A priority Critical patent/SU822091A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU822091A1 publication Critical patent/SU822091A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

: Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использовано при измерении величины индукции посто нного и переменного магнитного пол , а также при измерении, величины ее градиента. Известны устройства измерени  посто нных и переменных магнитных полей , содержащие два гальваномагнитных преобразовател , например датчики Холла, введенные в измер емое поле и установленные на определенном рассто нии друг от друга, источники тока питани  и регистрирующие приборы типа вольтметров 1. Этим устройствам присущи погрешности измерени  градиента индукции магнитного пол  из-за неидентичности обоих преобразователей и режимов их работы. Известно также устройство, содержащее Полевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник-диэлектрик-металл (МДПДМ), источник посто нного тока питани , импульсный генератор управл ющего н пр жени  и выходные регистрирующие приборы С2 .. Однако в данном устройстве инфор . ци  о средней величине измер емой индукции магнитного пол  и величине ее гр.адйента регистрируетс  последовательно в различные моменты времени. Поэтому при измерени х в переменных магнитных пол х из-за несинхронного режима работы обоих измерительных каналов имеетс  динамическа  погрешность измерени . Кроме того, в этом устройстве при работе в. диапазоне температур имеетс  погрешность из-за температурного дрейфа выходного нулевого уровн  магнитотранзистора . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  Магнитного пол , содержащее полевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлек- рик-полупроводник-диэлектрик-металл , генератор гармонического управл ющего напр жени  и два регистрируюцих прибора, введены два полосовых фильтра, второй генератор гармонического управл ющего напр жени , частота которого отлична от частоты первого генератора управл ющего напр жени , сумматор и вычитающий блок, причем выходы обоих генераторов через сумматор соединены с первым полевым электродом магнитотранэистора и через вычитающий блок соединены с вторым полевым электродом магнитотранзистора, а входы регистрирующих приборов соединены с магнитотранзистором через соответствующие полосовые фильтры, первый из которых настроен на частоту первого , а второй настроен на частоту второго генератора управл ющего напр жени . На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Устройство состоит из полевого ма нитотранзистора 1 со структурой МДПД с полевыми электродами 2 и 3, соединенного с источником 4 посто нного . ,тока питани , первого 5 и втсзрого б генераторов гармоническихуправл ющих напр жений, сумматора 7,вычитающего блока 8, первого 9 и второго 10 полосовых фильтров, а также регистри рующих приборов 11 и 12 типа измерителей амплитуды переменного напр жени  . Выходы генераторов 5 и 6 через сумматор 7 соединены с полевым электродом 2 магнитотранзистора 1, а так же через вычитающий блок 8 соединены с полевым электродом 3 магнитотранзистора 1. Точка соединени  источника 4 тока питани  и магнитотран зистора 1 через полосовой фильтр 9 соединена с регистрирующим прибором 11 и через полосовой фильтр 10 с регистрирук цим прибором 12. Устройство работает следующим образом . Частоты ff и ff гармонических напр жений генераторов 5 и 6 установлены из услови  Q где ff}- верхн   га 1онична  частота спектра медленно измен к цегос  напр жени  нул  на входах фильтров 9 и 10, ff - верхн   гранична  частота полевого гальваномагниторекомби национного (ПГМР) или магнитоградиентного (МГ) эффектов. Фильтр 9 настроен на частоту fy, а фильтр 10 - на частоту f, причем полЬсы передаваемых частот фильтров не перекрываютс . Управл ющее напр жение U( t), при ложенное к полевому электроду 2 магнитотранзистора 1, имеет вид (i ytj-Vycosafgt + U cosuJft, а управл ющее напр жение Uj(t), приложенное к полевому электроду 3, выражаетс  Формулой Uj{t) Ug cos 0 cos , где Uj, U - амплитудные значени  гармонических напр жений с часто-: тами f, fg. В диапазоне слабых магнитных полей с величиной индукции 0-100 мГ и ее градиента о--гс , при величинах 1) В, магнитотранзистор 1 описываетс  с точностью i; 1% выражением 4iyi JB a 4 t I r jrad6-t(ro(cH (( .( где - выходное напр жение магнитотранзистора 1; /g - магниточувствительность магнитотранзистора 1, мТ В - средн   по ширине магнитотранзистора 1 величина магнитной индукции измер емого пол / г -о1сГ0 градиентна  магниточув .ствительность магнитотранзистора-/ , ; (р1 & - поперечный градиент индукции измер емого магнитного пол . При этом выходной полезный сигнал магнитотранзистора 1, согласно выражению (1), имеет вид .a - 5 -2 s «5t - () Из выражени  (2) следует, что в спектре выходного сигнала магнитотранзистора 1 имеютс  две информационные гармонические компоненты, амплитуды которых пропорциональны измер емым величинам В и ix«c) в. Эти компоненты раздел ютс  с помощью фильтров 9 и 1Ю. Таким образом, регистрирующие приборы 11 и 12 синхронно регистрируют измер емые величины {гадЬ и В. При переменных величинах №4B(t) и B(t) требуема  величина динамической погрешности обоих синхронных измерительных каналов устанавливаетс  соответствующим выбором ширины после эффективно передаваемых частот полосовых фильтров 9 и 10. Погрешность из-за дрейфа нул  исключена, так как спектры полезных сигналов и нулевого сигнсша на. выходе магнитотранзистора 1 не перекрываютс . Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечена синхронна  работа каналов измерени  посто нной или переменной магнитной индукции и ее градиента и увеличена точность при измерении двух параметров магнитного пол . Германиевые магнитотранзисторы обеспечивгиот вольтовую магниточувствительность 100j вольтовую градиентную магниточувствительность рДгао - и градиентную частоту fj. 20 кГц. Использование изобре-. тени  позвол ет-строить быстродействук цие измерительные установки дл  контрол  переменных неоднородных магнитных полей по двум параметрам величине средней индукции и ее градиента - с помощью одного пр мого полупроводникового измерительного преобразовател -магнитотранзистора со структурой МДПДМ. Отличительной особенностью изобретени   вл етс  синхронность работы, обоих измерительных каналов и повышенна  точность.: The invention relates to a measuring technique and can be used in measuring the magnitude of the induction of a constant and alternating magnetic field, as well as in measuring the magnitude of its gradient. Devices for measuring constant and alternating magnetic fields are known, which contain two galvanomagnetic transducers, such as Hall sensors, introduced into the measured field and installed at a certain distance from each other, power sources of current and recording devices of the voltmeter type 1. These devices have inherent gradient measurement errors magnetic field induction due to the non-identity of both converters and their operation modes. It is also known a device containing a field magnetotransistor with a metal-dielectric-semiconductor-dielectric-metal (MDPDM) structure, a DC power supply source, a pulsed control voltage generator, and C2 output recorders. However, this device informs. Chi about the average measured magnetic field induction and the value of its gr. sensor is recorded sequentially at different points in time. Therefore, when measuring in variable magnetic fields, due to the asynchronous operation mode of both measurement channels, there is a dynamic measurement error. In addition, this device when working in. temperature range there is an error due to temperature drift of the output zero level of the magnetotransistor. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that a device for measuring a magnetic field containing a field magnetotransistor with a metal-dielectric-semiconductor-dielectric-metal structure, a harmonic control voltage generator and two recording devices, has two band-pass filters, a second harmonic control generator voltage, whose frequency is different from the frequency of the first generator of the control voltage, the adder and subtraction unit, the outputs of both generators through the adder connected to the first field The primary electrode of the magnetotransistor and through the subtractive unit are connected to the second field electrode of the magnetotransistor, and the inputs of the recording devices are connected to the magnetotransistor through the corresponding bandpass filters, the first of which is tuned to the frequency of the second control voltage generator. The drawing shows a functional diagram of the device. The device consists of a field mini-transistor 1 with a MDPD structure with field electrodes 2 and 3 connected to a constant source 4. power supply, the first 5 and the second-most harmonic control voltage generators, the adder 7, the subtractor block 8, the first 9 and second 10 band-pass filters, and also the recording devices 11 and 12 of the AC voltage amplitude meter. The outputs of the generators 5 and 6 through the adder 7 are connected to the field electrode 2 of the magnetotransistor 1, and also through the subtractive unit 8 are connected to the field electrode 3 of the magnetotransistor 1. The connection point of the source 4 of the power supply current and the magnetotransistor 1 is connected through a band-pass filter 9 to the recording device 11 and through a band-pass filter 10 with registered with the device 12. The device operates as follows. The frequencies ff and ff of the harmonic voltages of the generators 5 and 6 are set from the condition Q where ff} is the upper frequency The fundamental frequency of the spectrum slowly changes to zero voltage at the inputs of filters 9 and 10, ff is the upper limit frequency of the field galvano-magnetoradiation-amplification (PGMR) or magneto gradient (MG) effects. Filter 9 is tuned to frequency fy, and filter 10 is tuned to frequency f, and the polys of the transmitted filter frequencies do not overlap. The control voltage U (t) applied to the field electrode 2 of the magnetotransistor 1 has the form (i ytj-Vycosafgt + U cosuJft, and the control voltage Uj (t) applied to the field electrode 3 is expressed by the Formula Uj {t ) Ug cos 0 cos, where Uj, U are the amplitude values of harmonic voltages with frequencies: f, fg. In the range of weak magnetic fields with an induction value of 0-100 mg and its gradient is o-gc, with values of 1) B, magnetotransistor 1 is described with an accuracy of i; 1% by the expression 4iyi JB a 4 t I r jrad6-t (ro (cH ((. (Where is the output voltage of the magnetotransistor 1; / g is the magnetosensitivity of the magnetotransistor 1, mT B is the average width of the magnetotransistor 1 of the magnetic induction of the measured field (r1 - o1cG0 gradient magnetosensitivity of a magnetotransistor); (p1 & transverse gradient of induction of the measured magnetic field. The output signal of the magnetotransistor 1, according to expression (1), has the form .a - 5 -2 s " 5t - () From expression (2) it follows that in the output spectrum of the magnetotransistor 1 and There are two informational harmonic components, the amplitudes of which are proportional to the measured values of B and ix Эти c). These components are separated using filters 9 and 1. Thus, recording devices 11 and 12 synchronously measure the measured values {gad and B. At variables No. 4B (t) and B (t) the required value of the dynamic error of both synchronous measuring channels is set by the appropriate choice of the width after the effectively transmitted frequencies of the band-pass filters 9 and 10. The error due to the zero drift is excluded a, since the spectra of the useful signals and the zero signal on. the output of the magnetotransistor 1 does not overlap. Therefore, in the proposed device, synchronous operation of the measurement channels of a constant or variable magnetic induction and its gradient is ensured and the accuracy is increased when measuring two parameters of the magnetic field. Germanium magnetotransistors provide volt magnetosensitivity 100j volt gradient magnetosensitivity pDao - and the gradient frequency fj. 20 kHz. Use of the invented. the shadow allows you to build fast response measurement settings for monitoring variable inhomogeneous magnetic fields using two parameters for the average induction and its gradient - using a single direct semiconductor measuring transducer-magnetistor with a MISDP structure. A distinctive feature of the invention is the synchronous operation of both measuring channels and increased accuracy.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  магнитного пол , содержащее полевой магнитотранзистор со структурой металл-диэлектрик-полупроводник-диэлектрикметалл , генератор гармонического управл ющего напр жени  и два регистрирующих прибора, отл. ичающее-с   тем, чтр, с целью повышени  точности измерени , в него введены два полосовых фильтра, второй генератор гармонического управл ющего напр жени , частота которой отлична от частоты первого генератора управл ющего напр жени , сумматор и вычитающий блок, причем выходы обоих генераторов через сумматор соединены с первым полевым электродом магнитотранзистора и через вычитгиощий блок соединены с вторым полевым электродом магнитотранзистора, а входы регистрч рующих приборов соединены с магнитотранзистором через соответствующие полосовые фильтры, первый -из которых настроен на частоту первого, а настроен на частоту второго генератора управл ющего напр жени .A device for measuring a magnetic field containing a field magnetotransistor with a metal-dielectric-semiconductor-dielectric-metal structure, a harmonic control voltage generator and two recording devices, exc. In order to improve the measurement accuracy, two bandpass filters are introduced, a second harmonic control voltage generator, whose frequency is different from the frequency of the first control voltage generator, an adder and a subtractor, and the outputs of both generators are through the adder is connected to the first field electrode of the magnetotransistor and through the subtraction unit is connected to the second field electrode of the magnetotransistor, and the inputs of the register devices are connected to the magnetotransistor through Suitable band-pass filters, the first -from which is tuned to the first frequency, and tuned to the frequency of the second oscillator control voltage. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.10.В. Афанасьев и др. Магнитометрические преобразователи, приборы , установки. Л., 1972, с. 226.1.10.V. Afanasyev et al. Magnetometric converters, devices, installations. L., 1972, p. 226. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2666316/21, 26.03.79.2. USSR author's certificate according to the application 2666316/21, 26.03.79. пгpg U grade U grade groctB в -groctB in -
SU792768917A 1979-05-22 1979-05-22 Magnetic field measuring device SU822091A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792768917A SU822091A1 (en) 1979-05-22 1979-05-22 Magnetic field measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792768917A SU822091A1 (en) 1979-05-22 1979-05-22 Magnetic field measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU822091A1 true SU822091A1 (en) 1981-04-15

Family

ID=20828862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792768917A SU822091A1 (en) 1979-05-22 1979-05-22 Magnetic field measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU822091A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU822091A1 (en) Magnetic field measuring device
Liu et al. Research and design of rotary optical electric field sensor
SU672708A1 (en) Method of indirect monitoring of dynamic eccentricity of induction electric machine
SU702325A1 (en) Electric to magnetic value transducer
SU1531031A1 (en) Method of measuring surface density of electret charge
SU746351A1 (en) Apparatus for investigating magnetic-field topography
SU866517A1 (en) Digital magnetometer
RU2029965C1 (en) Capacitive sensor dielectric loss measuring device
SU789952A1 (en) Magnetic field intensity measuring method
SU1205068A1 (en) Method of determining dynamic inductivity of non-linear magnetic circuit
SU830249A1 (en) Voltage fluctuation analyzer
SU365670A1 (en) ALL-UNION MItl {IIILIiliili! Z: KAi
SU1583852A1 (en) Polarization-optical instrument
SU551808A1 (en) Method for measuring static inhomogeneity of sinusoidal magnetic fields
SU789791A1 (en) Apparatus for measuring amplitude variation height
SU742837A1 (en) Ferroprobe magnetometer
SU798667A1 (en) Geoelectrosurvey apparatus
SU1250931A1 (en) Method and apparatus for separate measuring magnetic permeability and electrical conductivity
SU1427282A1 (en) Voltamperograph
SU130194A1 (en) Nuclear resonance device
SU1138773A1 (en) Device for registering difference of seismic displacements in two points
SU702324A1 (en) Magnetomodulation sensor
SU873166A1 (en) Device for measuring semiconductor electric physical characteristics
SU619842A1 (en) Device for measuring electric conductivity
SU531111A1 (en) Method for measuring the intensity of a constant magnetic field