Поведение магнитострикционных преобразователей

При этом повышающему преобразованию подвергаются также и низкочастотный шум оптической мощности, и низкочастотные немагнитные возмущения преобразователя, соответствующие боковым полосам частоты возмущения. Остаточный сигнал можно подавить, если тщательно подобрать частоту и амплитуду колебаний возмущающего поля.

Шум в магнитострикционных датчиках.

В магнитострикционных волоконных магнитометрах присутствует множество источников шума и действует множество его механизмов. На практике при уровнях ниже примерно 1 пТ/уТц магнитный фон окружающей среды становится существенным, и для соответствующего определения собственного уровня шума датчика становятся необходимыми такие меры предосторожности, как использование магнитного экранирования. При условии, что внешний фон магнитных флуктуаций будет исключен, отношение сигнал/шум в волоконном магнитометре обычно определяется или фазовым шумом интерферометра на частоте вносимых возмущений, или немагнитным низкочастотным шумом, подвергнувшимся повышающему преобразованию. В конце концов, разрешение может быть ограничено тепловым шумом в самом магнитострикционном веществе.

Обозначим минимально различимый интерферометрический сдвиг фазы на единицу полосы пропускания в частотном диапазоне ш — ш a; + П как фт1П/у/~Кй и предположим, что частота колебаний возмущающего поля магнитометра — о;. Из уравнения разрешимая величина низкочастотного магнитного поля {Hn)min/VAv.

Кроме этого очевидного интерферометрического шума, возможны низкочастотные флуктуации таких параметров, как температура, напряжение и т. д., влияющих на выходной сигнал в окрестности частоты колебаний возмущающего поля. Вернемся к уравнению и предположим, что температура датчика изменяется с амплитудой Tq на частоте, т. е. Т = TQCOSwt. (Мы выполним вычисления, используя температуру как флуктуирующий параметр, но полученный результат применим к любому из параметров, таких как напряжение, ускорение, давление и т. д.) Изменение в выходном сигнале интерферометра, составляющее 5фи cos a)t при и и обусловленное изменением температуры, пропорционально температурной зависимости всех коэффициентов в уравнении. Таким образом, где К = 27гп£/А. Следовательно, изменение температуры приводит к появлению сигнала в боковых по отношению к ш полосах, и этот сигнал интерферирует с сигналом, создаваемым измеряемым низкочастотным полем. Важно отметить, что воздействие температуры на параметры К, С, L и h зависит линейно от Hq. Если поддерживать на преобразователе Но = 0, то механизм повышающего преобразования будет исключен в принципе. Это еще одно преимущество использования замкнутого контура при работе с датчиком магнитного поля.

См. также:  Лазерные диоды