[发明专利]电子磁强计及磁场测量方法

权利要求书

1.一种电子磁强计，其特征在于，包括：磁传感器、电路处理模块及处理器模块，其中，

所述磁传感器由一个带磁屏蔽的耿氏二极管和一个不带磁屏蔽的耿氏二极管组成，所述带磁屏蔽的耿氏二极管在屏蔽磁场环境中的产生的感应高频振荡电流，记为第一高频振荡电流，并将所述第一高频振荡电流输出到所述电路处理模块，所述不带磁屏蔽的耿氏二极管用于在环境磁场产生的感应高频振荡电流，记为第二高频振荡电流，并将所述第二高频振荡电流输出到所述电路处理模块；

所述电路处理模块对所述第一高频振荡电流进行处理，并输出稳定和旋进频率相同的方波信号至所述处理器模块，并记为第一旋进频率；

所述电路处理模块还对所述第二高频振荡电流进行处理，并输出稳定和旋进频率相同的方波信号至所述处理器模块，并记为第二旋进频率；

所述处理器模块根据所述第一旋进频率、第二旋进频率的频率差，获取环境中的磁场；所述处理器模块具体通过下述方法获取环境中的磁场：

环境中施加横向磁场B，振荡频率

其中，τ在不施加外磁场的情况下在二极管中耿氏畴长度L的电子迁移时间，而τ₀的是电子平均自由程的迁移时间，f是第一旋进频率，Δf是第二旋进频率与第一旋进频率之差，n为中间变量，

τ₀＝τ/n＝1/nf那么

施加弱磁场B而使电子轨道的偏离角是φ，电子在耿氏二极管中的横向迁移ξ

ΔL＝ξsinφ＝ξ²/L

ξ的值可以通过二极管在横向弱磁场B中的漂移电子的磁动态方程反向求解

ξ＝Beυ/ξ

其中υ是电子的饱和速度，e是电子电荷，ξ是一个约束常数或由于纵向直流电场作用，电子保持沿着从阴极到阳极的直线运动的“弹性”常数，

组合上述公式得到频率和磁场的关系：

f是第一旋进频率，Δf是第二旋进频率与第一旋进频率之差。

2.根据权利要求1所述的电子磁强计，其特征在于：所述电路处理模块包括滤波单元、放大单元及锁相单元；

所述滤波单元用于过滤所述第一高频振荡电流、第二高频振荡电流中的干扰频率；

所述放大单元用于对所述第一高频振荡电流、第二高频振荡电流的信号进行放大；

所述锁相单元用于锁住第一高频振荡电流、第二高频振荡电流的振荡频率。

3.一种磁场测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

屏蔽磁场环境下的产生高频振荡电流，记为第一高频振荡电流，环境磁场下产生的感应高频振荡电流，记为第二高频振荡电流

对所述第一高频振荡电流进行处理，并输出稳定和旋进频率相同的方波信号，并记为第一旋进频率，对所述第二高频振荡电流进行处理，并输出稳定和旋进频率相同的方波信号，并记为第二旋进频率；

根据所述第一旋进频率、第二旋进频率的频率差，获取环境中的磁场；

根据所述第一旋进频率、第二旋进频率的频率差，获取环境中的磁场，具体通过下述方法获取环境中的磁场：

环境中施加横向磁场B，振荡频率

其中，τ在不施加外磁场的情况下在二极管中耿氏畴长度L的电子迁移时间，而τ₀的是电子平均自由程的迁移时间，f是第一旋进频率，Δf是第二旋进频率与第一旋进频率之差，n为中间变量，

τ₀＝τ/n＝1/nf那么

施加弱磁场B而使电子轨道的偏离角是φ，电子在耿氏二极管中的横向迁移ξ

ΔL＝ξsinφ＝ξ²/L

ξ的值可以通过二极管在横向弱磁场B中的漂移电子的磁动态方程反向求解

ξ＝Beυ/ξ

其中υ是电子的饱和速度，e是电子电荷，ξ是一个约束常数或由于纵向直流电场作用，电子保持沿着从阴极到阳极的直线运动的“弹性”常数，

组合上述公式得到频率和磁场的关系：

f是第一旋进频率，Δf是第二旋进频率与第一旋进频率之差。