共振实验的感应磁强计LEMI-606

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lemi606.jpg共振实验的重点是研究地球内部磁层的过程。该项目的目标包括调查波和粒子之间的相互作用,以及监测与地磁活动和磁暴有关的磁层的大规模变化。

磁场波动将由四个树状的感应线圈磁力计LEMI-606测量,该磁力计将安装在两对卫星上,这些卫星将在一条特殊设计的路径上发射,即所谓的“磁同步轨道”。众所周知,等离子体参数在空间和时间上变化很快,因此在四点同时测量的情况下,必须提供高时间分辨率和低测量误差。

由于对所有四颗卫星上的设备参数的可能特性提出了要求很高。

三分量感应线圈磁强计LEMI-606用于研究1-20000 Hz频段空间条件下的磁场波动。设计用于电磁波分析(ELMAVAN)的输入传感器。

电感线圈磁强计LEMI-606的每个组件由电感线圈传感器(ICS)和前置放大器组成,两者都位于相同的保护外壳内-照片处的黑色管。

ICS由磁芯、主绕组和反馈绕组组成。

ICS磁芯结构的原始特点是由许多相互绝缘的纵向凸形铁磁高导率非晶带组成。以这种方式,磁芯形成一个空心管,允许放置前置放大器在其中。主绕组绕在这个磁芯上。首先,这种结构允许相当大的重量减轻,其次,有助于额外保护前置放大器免受辐射,这对共振实验尤其重要

主绕组的输出信号耦合到具有局部反馈的超低噪声输入前置放大器,前置放大器的输出通过校正电路耦合到磁通反馈绕组。磁路和局部反馈电路构成磁力计传递函数在100 ~ 20000hz频段内的平坦部分;在1- 100hz频段,输出信号与信号频率成正比。

前置放大器内部还有一个额外的高频校正电路,以确保整个系统“ICS -前置放大器”在全频段内稳定运行。输出逆变器提供反相输出信号,以形成对称输出,以进一步减少干扰。

感应磁力计的所有三个组件都固定在一个小盒子里,用于将磁力计固定在吊杆上,并包含电源和通信板。这些单元提供电源电压稳定和传输磁力计输出信号到ELMAVAN。

LEMI-606的主要参数如下:

技术参数

信号接收频率Hz

1 … 20000

传递函数在通频帯的水平部分, Hz

100 … 20000

水平部分在差动输出时的变化   , mV/nT

40

磁噪声, pT×Hz^(-1/2):
at 1 Hz
at 100 Hz
at 1 kHz
at 10 kHz

£ 20
£ 0.05
£ 0.006
£ 0.008

电源电压

± 5 V

功耗, mW

£ 110

外形尺寸(单部件), mm

l = 360, d=30

在卫星平台上安装磁强计的条件限制了磁强计的非对称结构。这就增加了分量及其正交性相互影响的额外问题。由于这个原因,LEMI-606的校准只能在组装结构中进行,这就给寻找方便的校准设备带来了严重的问题。在所有已知的磁力仪中,似乎只有 Garchy 的校准台可以在所有工作频率范围内检查这台磁力仪的参数。利用飞行模型进行了试验,得到了满意的参数。

lemi606_2.jpg