Устройство для измерения напряженности магнитного поля

 

Изобретение относится к области измерений магнитного поля (МП) и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1128206. Цель - повышение точности измерений напряженности МП. Устройство содержит источник 1 оптического излучения, отрезок световода (С) 2 прямоугольной формь}, на широкую стенку которого нанесена изолированная ферромагнитная пленка (ИФП) 3, обладающая экваториальным магнитооптическим эффектом Керра. ИФП 3 имеет оптический контакт со С 2 и выполнена в форме круга, диаметр которого численно равен величине пространственной разрешающей способности . Цель достигается тем, что на стенке С 2 расположен слой диэлектрической пленки 4 с показателем прелo ffleния меньшим, чем у материала С 2, которая изолирует ленточный проводник 5 из неферромагнитного материала , имеюш 1Й постоянную ширину и толщину , при этом его крайние выводы расположены на прямой, параллельной оптической оси устройства. Изобретение позволяет обеспечить возможность калибровки и проверки устройства без внешних магнитных систем и может быть использовано в миниатюрных магнитных системах измерения пространственного распределения МП. 2 ил. С (С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 С 01 R 33 032 33 05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н Д ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1128206 (21) 3834802/24-.21 (22) 02.01.85 (46) 30.01.87. Бюл. ¹ 4 (71) Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете (72) В.А.Мокроусов, И.А.Пучкин, В.В,Суйков и А.А.Тихонов (53) 621.31/.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1128206, кл. С 01 R 33/032, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к области измерений магнитного поля (МП) и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1128206. Цель — повышение точности измерений напряженности МП. Устройство содержит источник 1 оптического излучения, отрезок световода (С) 2 прямоугольной формы, на широкую стенку которого нанесена изолированная ферромагнитная пленка

1 ° (ИФП) 3, обладающая экваториальным магнитооптическим эффектом Керра.

ИФП 3 имеет оптический контакт со

С 2 и выполнена в форме круга, диаметр которого численно равен величине пространственной разрешающей способности. Цель достигается тем, что на стенке С 2 расположен слой диэлектрической пленки 4 с показателем преломления меньшим, чем у материала

С 2, которая изолирует ленточный проводник 5 из неферромагнитного материала, имеющий постоянную ширину и толщину, при этом его крайние выводы расположены на прямой, параллельной оптической оси устройства. Изобретение позволяет обеспечить возможность калибровки и проверки устройства без внешних магнитных систем и может быть использовано в миниатюрных магнитных системах измерения пространственного распределения МП. 2 ил.

Изобретение относится к измерениям магнитного поля, может быть использовано для измерения и контроля напряженности магнитного поля в миниатюрных магнитных системах, измере- 5 ния пространственного распределения поля, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 1128206.

Цель изобретения — повышение точности измерения магнитного поля за счет обеспечения возможности калибровки и проверки устройства без внешних магнитных систем.

На фиг.1 изображена функциональная структурная схема устройства для измерения напряженности магнитного .поля„ на фиг.2 — сечение А-А на фиг ° 1 °

Устройство содержит источник 1 оптического излучения, отрезок светово- 20 да 2 прямоугольной формы, на широкую степку которого нанесена изолированиаа ферромагнитная пленка 3, обладающая экваториальным магнитооптическим эффектом Керра. Ферромагнитная пленка 3 имеет оптический контакт со световодом 2 и выполнена в форме круга, диаметр которого численно равен вели и-не пространственной разрешающей способности. На стенке световода 2 с ферромагнитной пленкой 3 расположен слой диэлектрической пленки 4 с показателем преломления меньшим .чем у мат: риала световода 2, диэлектрическая пленка 4 изолирует ленточный про- 35 водник 5 из неферромагнитного материала, имеющий постоянную ширину и толщину. Соосно с источником 1 и световодок 2 расположен фотоприемник 6.

Крайние выводы ленточного проводника 40

5, расположенные на прямой, параллельной оптической оси устройства, соединены с соответствующими выводами генератора тока 7.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 излучения направляется в отрезок прямоугольного световода 2. Проходя по прямоуголт,ному световоду, свет испытывает полное внутреннее отражение от его стенок, в том числе, отражение от участка стенки световода с нанесенной ферромагнитной пленкой 3, и с выхода световода 2 попадает в фотоприемник б, При помещении устройства в магнитное поле„ коэффициент отражения участка стенки световода с нанесенной плен63 2 кой для света, имеющего поляризацию

E перпендикулярную плоскости пленки, за счет экваториального магнитооптического эффекта Керра. будет меняться.

Изменение коэффициента отражения, пропорциональное величине компоненты Н„ ,индукции магнитного поля в ферромагнитной пленке, приводит к изменению интенсивности света, регистрируемого фотоприемником. По градуировочной характеристике изменения интенсивности света ьТ от напряженности магнитного ф Ф поля Я„, bI = f(H ) можно, путем обратных отсчетов находить величину и направление Н„. Устройство позволяет откалибровать его или провести проверку его характеристик без применения эталонной внешней магнитной системы.

Для этого по ленточному проводнику 5 по оси У пропускается от генератора

7 ток, который создает вокруг проводника магнитное поле Н„, намагничивающее ферромагнитную пленку 3, что приводит к изменению интенсиьности света, регистрируемого фотоприемником

6. Величина составляющей Н определяется по формуле

"Z,1

H„(э т = 3 10 (х-а) Рп — — — — —,+ з (х-а) +(z-b) (х-a) + (z+b)

+(х+а) 3п (х+а) + (к+Ь) — — + z(+ (х+а) +(z b) х+а х-а

+ Ь) arctg --- — arctg

z+b z+b

+ 2(z-Ь) arctg --- — arctg х-а х+а1

z-b 7- Ь где 3 — плотность тока;

2а — ширина ленточного проводника

2Ь вЂ” толщина ленточного проводника, — расстояние до плоскости ферромагнитной пленки от центрального проводника, причем

2g и 2е должны быть значительно меньше длины проводника.

Таким образом, для получения градуировочной характеристики hI = (Н„) устройства и его поверки необходимо знать некоторые его геометрические размеры и величины протекающего по ленточному проводнику тока, что технически легко осуществить с требуемой точностью.

Для предотвращения протекания тока по ферромагнитной пленке 3 и ухуд1287063

Составитель Е,Лносова

Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор С.Шекмар

Редактор И.Сегляник

Заказ 7712/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4. шения коэффициента отражения света на границе световод — ленточный проводник, ленточный проводник изолируется диэлектрической пленкой 4, имеющей коэффициент преломления меньший, чем материал световода.

Необходимый диапазон измерения напряженности магнитного поля в данном устройстве достигается путем изменения толщины ферромагнитной плен- f0 ки З,а также выбором материала .Пространственная разрешающая способность устройства определяется геометричес— кими размерами ферромагнитной пленки и можетдостигать десятковмикрон.

Предлагаемое устройство целесообразно использовать для измерения напряженности и однородности магнитного поля в миниатюрных магнитных систе-. мах, в качестве встроенных датчиков магнитного поля в приборах, не допускающих без разрушения изъятие датчиков для проверки и калибровки. формула изобретения

Устройство для измерения напряженности магнитного поля по авт.св.

N - 1128206, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет обеспечения возможности калибровки и проверки устройства без внешних магнитных систем, в него дополнительно введены лвнточный проводник из неферромагнитного мате1 риала постоянной ширины и толщины, и генератор тока, причем ленточный проводник расположен на стенке световода с изотропной ферромагнитной йленкой и изолирован от него слоем диэлектрической пленки с показателем преломления меньшим, чем у материала световода, выводы ленточного проводника, расположенные на прямой, параллельной оптической оси устройства, соединены с соответствующими выводами генератора тока.