Малогабаритные датчики магнитного поля на основе тонкой фольги из аморфных кобальтовых сплавов ММ-3Со, ММ-5Со и мартенситных кристаллов NiMnGa

Abstract

Задача создания малогабаритных высокочувствительных датчиков магнитного поля, работающих в широком диапазоне частот и амплитуд измеряемых полей, а также имеющих узкую диаграмму направленности и малый коэффициент температурного дрейфа, является актуальной и требует поиска новых магнитных материалов и разработки новых принципов построения таких датчиков. В данной работе представлены результаты по разработке малогабаритных высокочувствительных феррозондовых датчиков с магнитным сердечником из аморфной ленты кобальтового сплава ММ-3Со и ММ-5Со, а также магнитоэлектрических датчиков на основе мартенситных монокристаллов NiMnGa. Феррозондовые датчики на основе аморфной ленты имеют высокую чувствительность k > 0,1 В/Э при низком уровне собственных шумов γ < 10⁻⁹ нТ/Гц и могут использоваться для измерения направления и величины магнитного поля в широкой спектральной области переменного магнитного поля от 0 до 10⁶ Гц. Магнитоэлектрические датчики при чувствительности k>0,01 В/Э позволяют проводить измерения магнитного поля средней и большой величины одновременно по двум координатам в достаточно широком диапазоне частот.

Задача створення малогабаритних високочутливих давачів магнетного поля, які працюють у широкому діяпазоні частот і амплітуд вимірюваних полів, мають вузьку діяграму спрямованости й малий коефіцієнт температурного дрейфу, є актуальною та вимагає пошуку нових магнетних матеріялів і розробки нових принципів побудови таких давачів. У даній роботі представлено результати з розробки малогабаритних високочутливих ферозондових давачів з магнетним осердям із аморфної фолії кобальтового стопу ММ-3Со і ММ-5Со, а також магнетоелектричних давачів на основі мартенситних монокристалів NiMnGa. Ферозондові давачі мають високу чутливість k > 0,1 В/Е за низького рівня власних шумів γ < 10⁻⁹ нТ/Гц і можуть використовуватися для міряння напрямку та величини магнетного поля в широкій спектральній області змінного магнетного поля від 0 до 10⁶ Гц. Магнетоелектричні давачі за чутливости k > 0,01 В/Е уможливлюють проводити міряння середніх і сильних магнетних полів одночасно за двома координатами в досить широкому діяпазоні частот.

The problem of poiesis of compact highly-sensitive magnetic-field sensors operating in a wide range of frequencies and amplitudes of the measured fields as well as having both a narrow radiation pattern and a low-temperature drift is actual and requires search for new magnetic materials and development of new principles of such sensors. The results on the development of compact highly-sensitive fluxgate sensors with magnetic core of amorphous foil of the MM-3Co and MM-5Co cobalt alloys and magnetoelectric sensors based on the martensitic single crystal NiMnGa are presented in this paper. The fluxgate sensors have high sensitivity, k > 0.1 V/Oe, with a low threshold of sensitivity, γ < 10⁻⁹ nT/Hz, and can be used to measure both the direction and the magnitude of magnetic field in a wide range of the alternating magnetic-field spectrum from 0 to 10⁶ Hz. The magnetoelectric sensors with sensitivity k > 0.01 V/Oe allow us to measure the magnetic field of medium and high values simultaneously on two coordinates in a quite wide range of frequencies.