磁気インピーダンスセンサを用いた超小型・広帯域磁力計システムの開発

使用磁阻抗传感器开发超紧凑宽带磁力计系统

• 批准号: 19654072
• 负责人: 塩川 和夫
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19654072/
• 关键词: MIセンサ; 磁力計; 地球電磁気; 超高層物理学; 電子・電気材料; MIセンサ; 磁力計; 地球電磁気; 超高層物理学; 電子・電気材料

昨年度に引き続き、駆動回路及びMIセンサを研究代表者のグループの研究室内で製作し、回路定数、感度、コイルの巻数を変えて動作テストを繰り返し、磁場を感知して、正常に駆動する回路を製作した。昨年度までに行ってきたMIセンサ及び駆動回路の1次・2次試作では、磁気シールドケース内でのDC磁場変動は数百nT以上もあったが、3次試作では、この値が6.2nT程度の変動にまで改善された。また3次試作最終回路のACノイズレベルは、0.64nT/Hzであった。DC安定度については、定磁場基準のフィードバック、MI出力パルスの積分化、MIセンサに交流磁場を印加するなどの対策が効いているものと思われる。しかし、DC安定度が増したとはいえ、周辺の環境変化(温度・湿度変化等)に耐えられるほどの安定度はなく、センサを移動させたりするとDCオフセットが大きく変化する、という特徴は変わらない。また、現在のACノイズレベルの高さでは、弱いもので0.01nT程度の振幅を持つPc1帯の地磁気脈動をとらえるのは難しい。3次試作中、ACノイズレベルの低減に努めたが、それでも0.05nT/Hzが最高であった。ノイズレベルの高さの大きな要因の一つは、MIパルスのサンプリングに使っているアナログスイッチが出しているノイズであり、このアナログスイッチのノイズ低減方法を考えることが今後の課題であることがわかった。

去年之后，在研究人员组的实验室中制造了驾驶电路和MI传感器，并使用不同的电路常数，灵敏度和线圈转弯数，以及一个感觉磁场并正常驱动的电路进行了重复的操作测试。在我们直到去年进行的MI传感器和驱动电路的主要和次级原型中，磁性屏蔽层内的直流磁场波动超过数百个NT，但是在第三级原型中，该值已改进到约6.2nt的波动。此外，第3个原型的最终电路的交流噪声水平为0.64nt/hz。关于直流稳定性，诸如恒定磁场参考反馈，MI输出脉冲的整合以及将AC磁场应用于MI传感器等措施可能是有效的。但是，即使DC稳定性提高，它的稳定性不足以承受周围环境（温度，湿度等）的变化，并且在移动传感器时，DC偏移量发生了巨大变化。此外，在当前高的交流噪声水平上，很难捕获PC1频带的地磁脉动，该曲线的振幅较弱约为0.01nt。在第三个原型期间，我们试图降低交流噪声水平，但即使如此，0.05nt/hz也是最高的。高噪声水平背后的主要因素之一是用于采样MI脉冲的模拟开关产生的噪声，并且已经发现，未来的挑战是考虑减少该模拟开关的噪声的方法。