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

基本信息

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

项目摘要

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。

继去年之后，在研究代表小组的实验室中制造了驱动电路和MI传感器，通过改变电路常数、灵敏度和线圈匝数来重复操作测试，电路能够感知磁场和驱动正常。在我们去年进行的第一和第二个MI传感器和驱动电路原型中，磁屏蔽壳内的直流磁场波动超过数百nT，但在第三个原型中，这个值约为6.2 nT.这已经改善到了波动的程度。最终第三个原型电路的交流噪声水平为 0.64nT/Hz。关于直流稳定性，恒定磁场参考反馈、MI 输出脉冲积分以及向 MI 传感器施加交变磁场等措施似乎是有效的。然而，尽管直流稳定性有所提高，但仍然不够稳定，无法承受周围环境的变化（温度、湿度变化等），并且当传感器移动时直流偏移会发生显着变化。此外，在当前交流噪声水平较高的情况下，很难检测到Pc1频段的地磁脉动，该脉动较弱，幅度约为0.01nT。在第三个原型中，我们努力降低交流噪声水平，但最大水平仍然是 0.05nT/Hz。高噪声水平的主要原因之一是用于采样MI脉冲的模拟开关发出的噪声，显然未来的挑战将是考虑降低该模拟开关Ta的噪声的方法。