Всем доброго дня!

Есть такая задача - измерить магнитную индукцию и напряженность электрического поля практически в точке, конечно имеется ввиду почти точка, например область 2х2мм. Магнитная индукция и напряженность изменяются во времени, с частотой порядка 1МГц, т.е. поля переменные.
Есть такая идея - использовать для измерения магнитной индукции (точнее ее изменения) SMD-катушки. А что, в томографах ведь используют microcoil для регистрации резонансов. Правда получается в плоскости катушки microcoil - однослойная спиральная, а SMD - многослойная (витки располагаются один под другим). Кто как думает, идея имеет право на жизнь?
А вот с регистрацией напряженности эл. поля или его изменения (так же в малой области) - ничего в голову не идет, может кто подскажет ключевое слово?

Это тоже несложно - просто две обкладки между которыми измеряется напряжение. Только условие - входное сопротивление (точнее - импеданс, емкость, ессно, тоже влияет) измерителя должно быть намного больше, чем импеданс образованной обкладками емкости на рабочей частоте. Для низких частот это представляет проблему, но на мегегерце это легче.

Спасибо, надо подумать. А что скажете про измерение с помощью SMD катушек?

Намотать катушечку диаметром 2 мм и самому не так сложно. У SMD еще ведь придется учитывать индуктивность сердечника и т.п., а так более предсказуемо.
А вот с электрическим полем сложнее - емкость такого размера при разумной толщине диэлектрика около 1пФ, а это намного меньше емкости подводящих проводов, на которые еще и наводиться будет.

На самом деле - нет. Подводящие провода малы по диаметру, могут быть короткими и никто не мешает их скрутить. Даже входная емкость усилителя не очень страшна - она даст только коэффициент (ну и некоторое искажение поля). А вот входное сопротивление - существенно.

А с катушкой - какие проблемы? Любая будет работать. Только входное сопротивление измерителя должно быть соответствующим.

Но, при необходимости хоть какой-нибудь метрологии, сразу встает более серьезный вопрос - внесение измерительной головки будет искажать и электрическое и магнитное поля (на частоте мегагерц). И вот это искажение учесть - серьезная задача. Из нее сразу вытекают длинные и тонкие входные провода, параллельные и с компенсирующими экранами и много всякого другого.

Вы бы еще уточнили задачу, что нужно - перемещающийся в пространстве зонд для измерения неоднородного поля или поле предполагаетя однородным и все может решиться достаточно просто без какого-либо зонда, изменяющего структуру поля. Или еще чего...

Можно использовать SMD конденсатор, пусть себе поляризуется во внешнем поле.
A магнитную компоненту может и не надо измерять? Она ведь связана через уравнения Максвелла. Или у Вас среда с неизвестными проницаемостями?

Ну вообще-то сразу после датчика (прямо рядом) думал поставить полевичок что-то типа bf998. Но сейчас посмотрел Gate-Source leakedge current = 50нА - не айс. Да и внутри оказывается диоды защитные. А так затворная емкость 1,2пФ. Если рядом с датчиком (на платке прямо) расположить - вроде вполне себе ничего. Тут разве что полевик подобрать (может кто подскажет где смотреть?) чтоб емкость затворная и ток утечки минимальные были.



Кстати да, подумаю и над этим, спасибо.



Ну как раз сердечник - вроде не проблема. Малые индуктивности на пластиковом каркасе мотают, т.е. только катушка. У них и выводы - не металлизация по торцам, а только снизу, с одной стороны, т.е. само окно катушки ничем не закрыто.



Да, нужен зонд, но который показывает не интегральную величину на большой площади, а на площади, стремящейся к точке. Зонд будет скорее не перемещающийся, а перемещаемый, т.е. чтоб можно было его переставить. Поле неоднородное, но на 2мм можно принять за однородное.



Задача измерить обе компоненты, среду нельзя принять априорно однородной.
А SMD конденсаторы вряд ли вариант, у них выводы - металлизация по торцам, а внутри они обычно многослойные. Просто печатный конденсатор думаю на тонкой маленькой плате с усилителем (полевиком).

Ток утечки не очень страшен, можно сделать ОС в резистор смещения.

А с полевиком - может проще раскурочить стандартный электретный микрофон? Там как раз стоит полевик ориентированный на работу с источником сигнала в виде малой емкости и, похоже, с самокомпенсирующимся током утечки. Их навалом, раскурочте, посмотрите. Вот только частотку следует проверить и, если надо, подправить.

Раньше стандартным решением для усилителя заряда был КП103Е, с затвором отогнутым на фторопластиковый столбик.

Для прямого измерения напряжонности магнитного поля можно попытаться использовать датчик Холла.
Его можно будет калибровать в статическом магнитном поле, если конечно хватит чувствительности. Из предыдущих постов не понятно, какие величины полей предполагается измерять.

А от SMD конденсатора, мне кажется, Вы зря отказываетесь, пикушек 50-100 вряд ли будет многослойной, а заряд усилит в десятки раз. Тем более, что откалибровать такой датчик в статическом поле проблем не составляет. Меня бы больше насторожила зависимость поляризуемости от температуры и тепловые шумы керамики.
К стати, пьезоэлектрическая керамика тоже должна откликаться на внешнее электрическое поле смещением заряда кристаллической решетки. Усиление может оказаться довольно большим.

Ваша задача довольно интересна, а нельзя ли немного рассказать, что за поле предполагается измерять?

Он сам по себе большой, на точку в моем случае уже не похож Что нибудь бы бескорпусное кто посоветовал (кристаллы для разварки с золотыми проволочками). Раньше у меня штук десять таких было, отечественные, убей не помню какие, да и не достать их сейчас наверно. А сейчас у производителей чего-то не вижу.



тоже думал об этом, но размеры - минимум sot23 нашел, да и частота у них сверху - порядка 50..100 кГц. smd катушка 0603 значительно меньше (в плоскости самой катушки) и по частотке не ограничена.



Спасибо, конечно попробую и так и эдак. А насчет шумов и температуры - окружающая температура предполагается стабильной, шумы - думаю вытащить за счет усреднения при измерении во времени. Сигнал, создающий поле, будет периодический, с этим можно поиграться.



Думаю пьезоэлектрики будут уже значительно искажать окружающее поле. Лучше что-нибудь менее "активное". Да и частоты до мегагерца - незнай как там с потерями...



Да самому интересно что получится, пока только думаем, заняться этой работой или нет, поэтому на всякий случай пока умолчу, но некоторые мысли обсудить с умными людьми здесь все же хочется предварительно...

Ценное замечание, этодействительно достаточно серьезно, когда размер датчика соизмерим с толщиной провода и т.п. Безусловно, ошибка порядка величины этого соотношения будет. Еще хуже, если само поле существенно меняется на таких расстояниях.


Считать можно, но для этого совершенно недостаточнознать только поле в даной точке. Кроме того, при дифференцировании возникнут огромные ошибки, принципиально будут влиять всякиезадержки и фазовые сдвиги и т.п. Т.е. в практическом плане вряд ли реально.

Можно попробовать сделать феррозонд на микромагнитопроводе (выпускают в Молдавии). Начинал когда-то обсчитывать, но тема стала неактуальной.

Не вариант, ферромагнетики сами будут значительно менять картину поля

Измеренное феррозондом поле равно внешнему.

Единственное условие - чтобы он (феррозонд) не влиял на сам источник поля.
Другими словами, поле Земли он показывает правильно, не смотря на то, что модулирует его туда-сюда в проницаемость раз.
Какой-то процент поля, действительно вылезет за пределы датчика. Бывают кольцевые, бывают стержневые датчики, наверное,
у последних внешнее поле будет действительно, большим, но до ядра земли оно не достает, и потому на внешнее поле не влияет.

Это, феррозонд Вам по частоте не подходит. Вам же 1MHz измерять надо, а они, обычно на кHz работают и служат для измерения постоянных магнитных полей.