Nonlinear amplification of the magnetic induction signal in a magnetomodulation sensor with an amorphous ferromagnetic core

封面

如何引用文章

全文:

详细

The purpose of this work is to show the possibility of using a magnetic field-controlled nonlinearity of the amplitude change in an oscillatory LC-circuit containing a core made of an amorphous ferromagnetic alloy with compensated longitudinal magnetostriction, which makes it possible to obtain a high conversion coefficient of weak magnetic field sensors operating at room temperature. Methods. A practical method for constructing magnetomodulation sensors of magnetic induction with a fixed magnetic displacement field, which corresponds to the maximum steepness of the nonlinear characteristic of an oscillatory circuit with an amorphous ferromagnetic core in the region of autoparametric resonance, is considered. Results. It has been shown that the stable conversion factor of a 35 mm long sensor based on an oscillatory circuit with autoparametric amplification at a modulation frequency of 256 kHz can reach 10 mV/nT, which allows, with the available element base, to record signals of a weak alternating magnetic field with an amplitude of 0.03 pT/Hz1/2 in the frequency range 10...1000 Hz. It is noted that the excitation of the sensor by a weak harmonic magnetic field of a high frequency and the constant presence of the amorphous ferromagnetic core near the state of technical saturation significantly reduces the level of intrinsic magnetic noise of the magnetomodulation sensor. Conclusion. Magnetomodulation sensors with autoparametric amplification of the magnetic induction signal can find application in geophysics, magnetobiology and biomedicine. 

作者简介

Oleg Sokol-Kutylovskii

Yu. P. Bulashevich Institute of Geophysics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

620016, Yekaterinburg, st. Amundsen, 100

参考

  1. Поляков С. В., Резников Б. И., Щенников А. В., Копытенко Е. А., Самсонов Б. В. Линейка индукционных датчиков магнитного поля для геофизических исследований // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52, № 1. С. 5-27.
  2. Janosek M., Butta M., Dressler M., Saunderson E., Novotny D., Fourie C. 1-pT noise fluxgate magnetometer for geomagnetic measurements and unshielded magnetocardiography // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2020. Vol. 69, no. 5. P. 2552-2560. doi: 10.1109/TIM.2019.2949205.
  3. Fescenko I., Jarmola A., Savukov I., Kehayias P., Smits J., Damron J., Ristoff N., Mosavian N., Acosta V. M. Diamond magnetometer enhanced by ferrite flux concentrators // Physical Review Research. 2020. Vol. 2, no. 2. P. 023394. doi: 10.1103/PhysRevResearch.2.023394.
  4. Yang K., Chen H., Lu L., Kong X., Yang R., Wang J. SQUID array with optimal compensating configuration for magnetocardiography measurement in different environments // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2019. Vol. 29, no. 6. P. 1600707. doi: 10.1109/TASC.2019.2904483.
  5. Faley M. I., Maslennikov Y. V., Koshelets V. P., Dunin-Borkowski R. E. Flip-chip high-Tc dc SQUID magnetometer with a ferromagnetic flux antenna // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2018. Vol. 28, no. 4. P. 1600505. doi: 10.1109/TASC.2018.2791414.
  6. Сокол-Кутыловский О. Л. О влиянии механического напряжения на ленты аморфных ферромагнитных сплавов // Деп. ВИНИТИ. 2002. № 1338-В2002. 9 с.
  7. Sokol-Kutylovskii O. L. A magneto-modulating meter of a weak variable magnetic field // Instruments and Experimental Techniques. 2019. Vol. 62, no. 4. P. 554-557. doi: 10.1134/S0020441219040110.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».