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Development of magnetic j$$times$$B sensor

j$$times$$B磁場計測センサーの開発

河西 敏; 中山 尚英*; 石塚 悦男

Kasai, Satoshi; Nakayama, Takahide*; Ishitsuka, Etsuo

改良型j$$times$$B磁場計測センサーを設計,製作した。その基本構造は、以前開発したセンサーと同じであるが、使用したロードセル(ロードセルとセンサービームから構成)とセンシングコイルの材質には、中性子照射に耐えるものを採用した。センサー出力の温度によるドリフトを少なくするため、電気的特性,幾何学的大きさが同じ歪ゲージ2枚を一組として、センサービームの表と裏にアルミナ溶射により張り付けてロードセルを製作した。この4枚の歪ゲージがホイートストンブリッジを構成するように接続して温度による出力のドリフト低減をはかった。特性試験の結果、以下のことがわかった。j$$times$$B磁場計測センサーに使用するロードセル出力の零ドリフトを以前開発したものに比べ、約1/20に減らすことができた。ロードセル出力の温度依存性は小さいが、荷重に対するロードセル出力及びセンサー感度は非直線性を示した。j$$times$$B磁場計測センサー感度の最小2乗フィッティングラインからのずれは、高磁場側で7%以下であった。センサーの中性子照射試験からは,中性子照射量が1.8$$sim$$2.8$$times$$10$$^{23}$$n/m$$^{2}$$のとき、感度は高磁場側では約30%減少することがわかった。照射中も感度に非直線性が観測された。

The improved mechnical sensor, j$$times$$B has been desiged and developed. Materials of a load cell (strain gauge and sensor beam) and sensing coil/frame are selected to be neutron resistance. In order to reduce temperature drift of the sensor signal, four strain gauges with the same electrical property and geometrical size are bonded on the sensor beam by Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ spraying process. These gauges form an electrical bridge circuit. The zero-level drift of the output of the load cell was reduced to about 1/20 compared with the old sensor. Non-linearity of the output of load cell and sensitivity of the j$$times$$B sensor was observed. The deviation of sensitivity from the fitting line was less than 7 % in high magnetic field region. The sensitivity of the sensor was gradually decreased by about 30 % at neutron fluence of (1.8$$sim$$2.8)$$times$$10$$^{23}$$ n/m$$^{2}$$ in high magnetic field region.

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