Integrated circuit ac mutual inductance bridge for magnetic susceptibility measurements

Abstract

A versatile ac mutual inductance bridge is described which uses integrated circuit operational amplifiers (op-amps) for the measurement of magnetic susceptibilities of ferro-, ferri-, and para-magnetic samples. The circuit employs op-amps both for balancing the bridge and for detecting the differential signal from the sample coil. The response of the circuit is linear over a wide range of sample susceptibilities, and is calibrated directly in absolute units (emu) using a multiturn digital potentiometer. The sensitivity of the instrument for weak paramagnetic samples (1 g) is +/-3x10(-7) emu.

An ac susceptometer for the characterization of large, bulk superconducting samples

“…Several methods can be used to reduce this effect. These include either (i) moving the sample from one pick-up coil to the other and the subtracting the signals [2][3][4], or (ii) using passive or active offset adjustment elements [11,[26][27][28]. Achieving a successful compensation process can be difficult due to the variation of the balance point with temperature, applied field and frequency.…”

Complex magnetic susceptibility setup for spectroscopy in the extremely low-frequency range

“…The ratio between the output voltage and the input current is determined by the mutual inductance of the coils. [42][43][44] By comparing the output of two transformers, the difference is zero as long as both are identical, and it becomes nonzero when a magnetic sample is introduced that changes the mutual inductance of one of the two transformers. To obtain a strong signal with a weak magnetic field, we developed a new type of coils with a large sample volume, a great number of turns, and multiple primary and secondary layers.…”

Construção de um Susceptômetro AC Autobalanceado e Estudo de Polímeros Condutores Eletrônicos por Susceptibilidade Magnética e Ressonância Magnética.

“…A forma básica da ponte de indutâncias mútuas foi inicialmente introduzida por Hartshorn [23] . Desde então várias outras versões de pontes de indutâncias mútuas foram desenvolvidas [31][32][33][34][35][36] . As pontes mais comuns [37] são compostas Na divisão que adotamos, a ponte de indutâncias mútuas engloba os circuitos utilizados para gerar corrente e balancear a ponte, e também a parte de controle e aquisição de dados, realizado pelo microcomputador.…”

“…Estes acoplamentos capacitivos, somados com o problema de correntes de fuga através de ponto em comum entre os circuitos primário e secundário, provocam defasagens, que inviabilizam a separação correta entre as componentes real e imaginária da susceptibilidade magnética. Para solucionar estes problemas, a partir da década de 80, foram desenvolvidas novas versões de ponte de indutâncias mútuas, onde os transformadores e indutores foram substituídos por componentes eletrônicos [31][32][33][34][35][36] . Além da vantagem quanto ao problema de defasagem, estas pontes eletrônicas têm também a vantagem de serem de baixo custo, de possuírem alta sensibilidade e, principalmente, de facilitar sua automação através de microcomputadores.…”

“…Cada par, feito de dois enrolamentos opostos, coaxiais e concêntricos, de mesmo comprimento e raios r 1 e r 2 . Segundo alguns autores [35,[43][44][45] cada um destes pares atua como um par astático quando: (1/1000) daquela voltagem induzida em apenas um dos enrolamentos [32] . A escolha dos números de espiras, diâmetros e comprimentos de cada enrolamento, foi feita com o auxílio de um programa de computador listado em minha dissertação de mestrado (ver referência [5]).…”