Гетеромагнитная микроэлектроника (стр. 6 )

Рис. 2. Зависимость локального коэффициента формы кольцевого магнита от осевой длины образца, нормированной к внешнему диаметру: 1 – d/D = 0,3; 2 – d/D = 0,4; 3 – d/D = 0,5

С увеличением относительной длины образца растет локальный коэффициент формы, что равносильно уменьшению размагничивающего поля (см. рис. 2).

Проведенные теоретические исследования показали, что изменения локального коэффициента формы не превышают 2,5% при . Полученный графический материал позволяет определять локальные коэффициенты формы аксиально-намагниченных кольцевых магнитов в широком диапазоне их геометрических размеров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Тамм теории электричества. М. : Физматлит, 2003. 616 с.

2.  ., . Теоретическое исследование зависимости баллистического коэффициента размагничивания от геометрических размеров аксиально-намагниченных кольцевых магнитов // Гетеромагнитная микроэлектроника : сб. науч. тр. Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2015. Вып. 18 : Гетеромагнитная микро - и наноэлектроника. Методические аспекты физического образования. Экономика в промышленности. С. 89–91.

3.  , Спиридонов характеристик высококоэрцитивных материалов и магнитов из них в разомкнутой магнитной цепи // Обзоры по электронной технике. Сер. 1, Электроника СВЧ. 1979. Вып. 15(662). С. 10–16.

УДК 537.6

ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОКАЗАНИЙ ГЕТЕРОМАГНИТНОГО

ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ЧАСТОТЫ ВНЕШНЕЙ ПОМЕХИ

ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НЕМАГНИТНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЭКРАНА

, ,

Саратовский государственный университет

Россия, 410012, Саратов, Астраханская, 83

E-mail: *****@***ru

Представлены результаты эксперимента по проверке эффективности экранирования немагнитным цилиндром гетеромагнитного первичного преобразователя от внешних гармонических магнитных помех. Получены численные значения коэффициента подавления помех для различных случаев взаимной ориентации преобразователя и экрана при изменяющейся частоте помехи.

Ключевые слова: датчик магнитного поля, первичный преобразователь магнитного поля, магнитная помеха, экранирование.

Research of Dependence of Heteromagnetic

Primary Converter Data on Frequency of External Interference

When Used a Non-Magnetic Cylindrical Screen

Е. S. Zaiceva, А. А. Maslov, L. A. Romanchenko

Presented the results of the experiment to test the effectiveness of non-magnetic shielding cylinder for heteromagnetic primary converter from external harmonic magnetic interference. The numerical values of suppression factor for various mutual orientations of the converter and the screen when changing frequency interference.

Key words: magnet sencor, primary transducer of magnetic field, magnetic inerference, shielding.

Немагнитные кольцевые или цилиндрические экраны необходимо применять к гетеромагнитному первичному преобразователю (ГМПП) для исключения из результатов измерений быстропеременных составляющих внешнего магнитного поля при одновременном сохранении чувствительности к его медленным изменениям [1–4]. В работах [3, 4] были получены зависимости коэффициента подавления помех для различных частот (от 300 до 1500 Гц) и различных размеров самих экранирующих цилиндров и установлено, что при оптимальных высоте цилиндра 10 см и толщине стенок 2 мм диаметр цилиндра следует изменять в пределах от 5 до 30 см. При этом коэффициент подавления помех возрастает с увеличением частоты помехи. Особенно заметно эффект подавления проявляется при частотах выше 1300 Гц (рис.1).

Рис. 1. Зависимость коэффициента подавления помех Г от радиуса а цилиндра для различных частот

Для проверки полученных ранее в [1–4] теоретических результатов (см. рис. 1) авторами были проведены следующие экспериментальные исследования эффективности применения немагнитного экрана к ГМПП:

-  качественная оценка коэффициента подавления помех при наведении внешней магнитной помехи частотой от 0,1 до 2 кГц;

-  количественная оценка коэффициента подавления помех при разных случаях взаимной ориентации ГМПП и экранирующего цилиндра при изменяющейся частоте помехи.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки. Экран – алюминиевый цилиндр диаметром Æ = 7,5 см, высотой h = 15,5 см и толщиной стенок s = 0,3 см

При выключенном генераторе помех ширина спектра датчика оставалась постоянной и равной 10 кГц независимо от наличия или отсутствия экранирующего цилиндра. Следовательно, лаборатория, в которой проводились исследования, была хорошо защищена от всякого рода внешних магнитных воздействий.

Условия проведения эксперимента:

-  частота генерации ГМПП 988 МГц;

-  напряжение сигнала генератора 3 В с ослаблением 20 дБ;

-  диапазон создаваемой частоты помехи от 0,1 до 2 кГц.

Для создания искусственной помехи использовалась рамка с медной обмоткой, подключенная к генератору. При этом ГМПП размещался в геометрическом центре рамки. Измерения проводились экранированным или неэкранированным ГМПП. Результаты эксперимента отображались на дисплее цифрового анализатора спектра (рис. 3).

В ходе эксперимента экран устанавливался вертикально (угол α между осью экрана и осью датчика равен 0), под углом (угол α между осью экрана и осью датчика равен 45о) и горизонтально (угол α между осью экрана и осью датчика равен 90о). Схематичное изображение взаимной ориентации ГМПП и экрана приведено на рис. 4.

Результаты измерений приведены в табл. 1–3.

Таблица 1

Результаты эксперимента для случая расположения экрана

под углом 90о к оси датчика (горизонтальное положение цилиндра)

fген, кГц	Ширина спектра без экрана, кГц	Ширина спектра с экраном, кГц
0,1	275	225
0,2	220	150
0,3	175	115
0,4	135	85
0,5	110	50
0,6	90	40
0,7	75	35
0,8	65	30
0,9	60	25
1	50	25
1,1	45	23
1,2	40	22
1,3	37	20
1,4	35	20
1,5	32	18
1,6	30	17
1,7	27	16
1,8	25	15
1,9	25	15
2	23	14

Таблица 2

Результаты эксперимента для случая расположения экрана

под углом 45о к оси датчика

fген, кГц	Ширина спектра без экрана, кГц	Ширина спектра с экраном, кГц
0,1	270	225
0,2	225	160
0,3	190	120
0,4	150	80
0,5	125	70
0,6	100	60
0,7	90	40
0,8	65	35
0,9	55	25
1	50	23
1,1	45	23
1,2	38	20
1,3	35	20
1,4	35	20
1,5	33	19
1,6	29	18
1,7	27	18
1,8	27	17
1,9	25	15
2	25	15

Таблица 3

Результаты эксперимента для случая расположения экрана

под углом 90о к оси датчика (вертикальное положение цилиндра)

fген, кГц	Ширина спектра без экрана, кГц	Ширина спектра с экраном, кГц
0,1	270	200
0,2	225	140
0,3	190	90
0,4	150	80
0,5	125	40
0,6	100	35
0,7	90	30
0,8	65	25
0,9	55	20
1	50	19
1,1	45	19
1,2	38	18
1,3	35	18
1,4	35	17
1,5	33	16

Окончание табл. 3
fген, кГц	Ширина спектра без экрана, кГц	Ширина спектра с экраном, кГц
1,6	29	16
1,7	27	16
1,8	27	16
1,9	25	16
2	25	14

Коэффициент подавления помех Г определяется как отношение ширины спектра ГМПП без экрана к ширине спектра ГМПП с экраном. Зависимость коэффициента экранирования от частоты помехи f для различных расположений ГМПП и экрана (см. рис. 4) представлены на рис. 5.