2.2. Результаты экспериментальных исследований

Находясь в измеряемом магнитном поле магнитооптический материал находится в насыщении. Создавая магнитное поле компенсационной катушкой, возвращаем напряженность общего магнитного поля в рабочую точку на калибровочной кривой (рисунок 2.2.1).

Рисунок 2.2.1. Принцип работы компенсационного датчика

В этом случае измеряемое внешнее магнитное поле будет равно Н_вн=Н_р+Н_к, где Н_р – выбранная рабочая точка на калибровочной кривой H_вн=f(U_кат). В приведенном ниже рисунке 2.2.2 приведены результаты внешнего магнитного поля, измеренные компенсационным датчиком (Н_кк) и датчиком Холла (Н_вн). В приложении Д приведены измеренные численные значения внешнего магнитного поля датчиком Холла и разработанным компенсационным датчиком. Для каждого измеренного значения приводится ошибка измерения (четвертый столбец).

Рисунок 2.2.2. Значение измеренных внешних магнитных полей: красная линия на графике - величины полей измеренные компенсационным датчиком; синяя линия на графике - величины полей измеренные датчиком Холла

Использование оптического волокна дает возможность измерять магнитные поля на существенном удалении. На рисунках (2.2.3 и 2.2.4) показаны предлагаемые конструкции волоконного магнитооптического компенсационного датчика магнитных полей.

Рисунок 2.2.3. Схема конструкции датчика, работающего на основе Y-образного разветвителя, состоящего из: 1 – лазер, 2 – линза, 3 – Y-образное волокно, 4 – МОМ, 5 – компенсационная катушка, 6 – фотоприемник, 7,8 – блок питания для компенсационной катушки, 9 – зеркальное покрытие на МОМ

Рисунок 2.2.4. Схема конструкции датчика, работающего на прохождении света, состоящего из: 1 – лазер, 2 – линза, 3 – Y-образное волокно, 4 – МОМ, 5 – компенсационная катушка, 6 – фотоприемник, 7,8 – блок питания для компенсационной катушки

Заключение

Разработана и изготовлена конструкция компенсационного магнитооптического датчика магнитных полей, диапазон измеряемых полей определяется не параметрами феррит-гранатовой пленки, а параметрами компенсационной катушки, что позволяет существенно расширить диапазон измеряемых полей.

1. Приведены результаты измерения магнитного поля компенсационным датчиком и датчиком Холла. Показано, что расхождение в результатах измерения находятся в рамках допустимого.

2. Малые расхождения в показаниях дают возможность использовать датчик для измерения магнитных полей.

3. Предложены варианты конструкции датчиков магнитного поля с использованием оптического волокна.

4. Полученные экспериментальные данные могут представлять интерес для разработчиков оптоэлектронных устройств.

Список использованных источников

1. Семенов А.Л., Гаврилюк А.А., Душутин Н.К., Ясюкевич И.В. Учебное пособие - Магнитные материалы микро- и наноэлектроники [Электронный ресурс] // Изд-во ИГУ 2012, Иркутск - URL: http://www.pd.isu.ru/kaf/DocDESS/files/Magn_Materials.pdf.

2. Датчики магнитного поля [Электронный ресурс] – URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki_magnitnogo_polya.

3. Датчики магнитного поля [Электронный ресурс] – URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki_magnitnogo_polya.

4. Датчики магнитного поля [Электронный ресурс] – URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki_magnitnogo_polya.

5. Датчики магнитного поля [Электронный ресурс] – URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki_magnitnogo_polya.

6. Архангельский В.Б., Глаголев С.Ф., Червинский М.М. Сборник научных трудов - магнитные свойства кристаллов и аморфных материалов. Иркутск 1983

7. Балбашов А.М., Червоненкис А.Я. Магнитные материалы для микроэлектроники. М.: Энергия, 1979.

8. Грошенко Н.А., Карпенко Н.И., Дубинко С.В. Основные области применения прикладной магнитооптики. Симфероп. ун-т. Симферополь, 1989. с.9.

9. Горобец Ю.И., Вилесов Ю.Ф., Грошенко Н.А. Магнитооптические дифракционные решетки в оптоэлектронике. М.: Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1998, с. 348.

10. Рандошкин В.В, Червоненкис А.Я. Состояние разработок магнитооптических устройств. НИИЭИР. 1985. Тетр. 3, с. 78 -96.

11. Червоненкис А.Я., Глаголев С.Ф. Магнитооптические методы и средства определения магнитных характеристик материалов. М.: Энергия, 1980.

12. Панченко В.Б., Карпенко Н.И., Пронина Н.В. Датчик магнитных полей. Тез. докл. VII Всесоюз. конф. «Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры». Л., 1989. с. 234.

13. Патент Украины №17269А Датчик магнитного поля. Карпенко Н.И., Дубенко С.В., Брежнев В.В. Опубликовано 01.04.1997 г.

14. Н.И. Карпенко. Методические указания к лабораторным работам по спецкурсу «Устройства оптической обработки информации на основе магнитооптических материалов», Симферополь 2001 г.