Фотомагнитный магнитометр

 

ФОТрНАГНИТШЛЙ МАГНИТОШТР, содержавший датчик, расположенный на изолирующей подложке, заключе1Нные в корпус, оптически связанный с ним блок освещения датчика и блок регистрации, злект жчески связанный с датчиком посредством блока связи, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен плоский экран с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом 2V, расположенными в соответствии с дваикды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью , которая для 4 7 имеет вид 1,0,0,1,1,1,0, где 1 обозначает вырез, а О - перемычку, и связанный с ним блок поступательно-шагового перемещения экрана, при этом экран расположен между блоком освещения датчика и датчиком. ОD1 . о ;о N3

:1 43IIСОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИК(19) (И) 1(5И 6 01 и 33 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°

«»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

Н АВТОРАНОНУ CBBBBTBIIBCTBV (21) 3392788/18-21 (22) 11.02.82 (46) 23.11.83 . Бюл. 9 43 .(72) Б.3 ° Белашев и Л.М. Сороко (71) Объединенный институт ядерных исследований и Институт геологии

Карельского Филиала АН СССР (53) 621 ° 317.42(088.8) (56) 1а Сороко Л.М. Мультиплексные системы йэмерений s. Физике; М., Атомиэдат, 1980, с. 25.

2 . Nette Н. Rev. Scientific .Xhstr. 1957 у у 28, р. 1096.. (54)(57) ФОТОИАГНИТНЦЙ МАГНИТОМЕТР, содержащий датчик, расположенный на изолирующей подложке, заключенные в корпус, оптически связанный с ним блок освещения датчика и блок регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен плоский экран с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом 21(, расположенными в соответствии с дважды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью, которая для 1(= 7 имеет вид 1,0,0,1,1,1,0, где 1 обозначает вырез, а 0 — перемычку, и связанный с ним блок поступательно-шагового перемещения экрана, при этом экран расположен между блоком освещения датчика и датчиком.

1056092

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для измерения магнитного поля.

Известен магнитный спектрометр заряженных частиц, содержащий источ ник частиц, камеру с полукруговой фокусировкой магнитным полем, счетчик частиц, кодирующуюг маску. Кодирующая маска содержит несколько рядов вырезов и непрозрачных для частиц перемычек. Для каждого ряда за- 10 кон чередования вырезов и перемычек определяется бинарной псевдослучайной последовательностью.

Картины остальных рядов получены последовательными циклическими пере- 15 становками картины одного ряда. Кодирующая маска располагается между исследуемым источником частиц и вход. ной диафрагмой камеры так, чтобы над образцом находился один ее ряд; частицы, вылетевшие из образца и попавшие через кодирующую маску в камеру сепарируются по энергиям и ре гистрируются счетчиком; маска посту. пательно с шагом в один ряд перемещается, при этом на каждом шаге енимаются показания счетчика, являющиеся отсчетами интегрально кодового образца пространственного распределения частиц одинаковой энергии, вылетающих из образца, На стадии обратно-З0

ro преобразования получают оценку распределения (1) .

Однако данное устройство имеет довольно низкую чувствительность. 35

Наиболее близким к предлагаемому

Ь по технической сущности является фотомагнитный магнитометр, содержащий датчик, расположенный на изолирующей подложке, заключенные в корпус, опти- 40 чески связанный с ним блок освещения датчика, и блок регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока связи.

При помещении освещенного датчика 45 в магнитное поле вследствие фотомагнитного эффекта в полупроводниковой пластине возникает фотомагнитная ЭДС и, как следствие, накопление зарядов напряжение на торцовых электродах ее уравновешивающее1 это напряжение 5© является выходным сигналом магнитометра и пропорционально напряженности компоненты магнитного поля, коллинарной электродам и перпендикулярной лучу света, Сигнал магнитаметра 55 в поле 5 кЭ равен 30mB, что в линейной области соответствует чувствительности 6 10 В/Э. Постоянная времени имеет порядок времени жизни носителей 10- c что позволяет Щ .считать магнитометр быстродействующйм.

Конструкция магнитометра проста, для его работы не требуются стабилизированные источники тока (2J .

Однако известному магнитометру свойственна низкая чувствительность, почти на два порядка хуже чувствительности датчика. Холла. Чувствительность можно повысить, увеличивая длину датчика, Для достижения чувствительности, Сравнимой с Холловской, длина датчика должна составлять несколько сантиметров. Это сопряжено с резким ухудшением пространственного разрешения. Другой недостаток шумы регистрирующего устройства, флуктуации освещенности, ограничивающие порог чувствительности, отношение сигнал — шум фотомагнитного магнитометра. Порог чувствительности, обусловленный только тепловыми шумами датчика при 300 К составляет

2 10 Э и может быть дополнительно понижен примерно на порядок при охлаждении датчика до гелиевых температур.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в фотомагнитный магнитометр, содержащий датчик, расположенный на изолирующей подложке, заключенные в корпус, оптически связанный с ним блок освещения датчика и блок регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока связи, введен плоский экран с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом 2N, расположенными в соответствии с дважды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью, которая для К =7 имеет вид

1,0,0,1,1,1,0, где 1 обозначает вырез, а 0 - перемычку, и связанный с ним блок поступательно-шагового перемещения экрана, при этом экран расположен между блоком освещения датчика и датчиком.

На чертеже представлена структур ная схема, поясняющая работу устрой ства.

Фотомагнитный магнитометр, содержит датчик 1, расположенный на изолирующей подложке -2, заключенные в корпус 3, оптически связанный с ним блок 4 освещения датчика, и блок

5 регистрации, электрически связанный с датчиком посредством блока 6 связи, плоский экран 7 с вырезами и светопоглощающими перемычками общим числом 2М, расположенными в соответствии с дважды повторенной псевдослучайной бинарной последовательностью, которая для М 7 имеет вид

1,0 0,1,1,1,0, где 1 обозначает вырез, а 0 — перемычку, и связанный с ним блок 8 поступательно-шагового перемещения мэкрана, при этом экран расположен между блоком освещения датчика и датчиком. Экран снабжен вырезами 9 и поглощающими перемычка10Й0922!

Составитель М. Клыкова

Редактор Н. Рогулич Техред И.Гайду Корректор Г. Решетник

Заказ 9294/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ми 10. Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 на подложке 2 в корпусе 3 помещают в магнитное поле и освещают светом от блока 4 через экран 7, выходной сигнал фиксируется регистрирующим блоком 5, экран поступательно перемещается блоком 8 с шагом в один элемент экрана, при этом картина N освещенных и неосвещенных участков на поверхности датчика циклически перестраивается, отсчеты регистрируются при каждом из я положений экрана 7. Длина чувствительного элемента датчика 1 выбирается значительной, порядка нескольких сантиметров.

Меняя картину освещения на поверхности датчика при помощи системы пространственной модуляции света и регистрируй выходные сигналы фотомаг-. нитометра, можно получить информацию о пространственно-временном распределении поля в пределах всей длины датчика в виде отсчетов интегрального образа искомого распределения поля. Восстановить искомое распределение оля в привычном виде по данным измерения можно, если данные измерения подвергнуть обработке с использованием обратного интеграль- ЗО ного преобразования по отношению к интегральному преобразованию, положенному в основу системы пространственной модуляции света. Го краям экран 7 имеет перфорацию для взаимо- 35 действия с блоком 8 поступательношагового перемещения экрана. Экран ,7 расположен на специальном пластмассовом держателе, жестко скрепленном с корпусом 3 цатчика 1, и пере мещается параллельно поверхности датчика 1 по направляющим держателя при помощи блока 8 поступательношагового перемещения экрана. Конструкция блока 8 поступательно-шагового перемещения экрана такая же, что и в фотоаппаратах для передвижения и фиксирования положения фотопленки.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение шумов регистрирующего устройства на этапе восстановления распределения по интегрально-кодовому образу примерно в СИЯ раз, повышение инфор-. мативности измерения и отношения сигнал — шум, высокую чувствительность, сравнимую с холловской за счет увеличения длины датчика, высокое пространственное разрешение, определяемое размером освещенного участка на поверхности датчика (максимальное пространственное разрешение имеет порядок диффузионной длины полупроводника), высокую скорость снятия карт магнитного поля, обуславливаемую меньшим числом механи- . ческих перемещений, быстрой перестройкой экрана, совмещением процесса измерения и восстановления данных, например, с использованием корреляционного приемника.

Измерение мгновенных градиентов быстро изменяющихся периодических магнитных полей.