Tee yhteenveto 10 magneettikentän mittausmenetelmästä

Aug 19, 2022

Jätä viesti

Gauss mittari

Fluxgate magnetometri

Suprajohtava kvanttiinterferometri (SQUID)

Atomimagnetometri

Protoni magnetometri

Optinen pumppumagnetometri

Vuomittari

Magnetovastus

Magneettiresonanssimenetelmä

magneto-optinen vaikutus

Keskity kuuteen ensimmäiseen magnetometrityyppiin (1-6), koska nämä 6 magnetometrityyppiä ovat yleisempiä, ja viimeiset 4 tyyppiä (7-10) esitellään vain lyhyesti.


1. Gaussmittari

1 Fysiikan periaatteet

Gaussmeter on Hall-ilmiön periaatteeseen perustuva instrumentti (kuten alla olevasta kuvasta näkyy). Gauss-mittarin Hall-anturi synnyttää jännitteen Hall-ilmiön johdosta magneettikentässä. Jännitteen mittauksen jälkeen voidaan laskea mitattava magneettikenttä.

2 Laitteen parametrit

Laitteen tarkkuus: yleensä 0,05 prosenttia -2 prosenttia alueesta

(Huomautuksia: Mittarin tarkkuus=absoluuttisen virheen maksimiarvo/mittarialue × 100 prosenttia )

Mittausalue: yleensä 1 G ~ 1 T magnitudi

Se soveltuu suhteellisen suurten magneettikenttien, kuten satojen Gaussin tai jopa Teslan mittaamiseen, ja kestomagneettien mittaus on erittäin hyvä työkalu; se ei kuitenkaan sovellu heikkojen magneettikenttien mittaamiseen, kuten geomagneettisen kentän mittaamiseen, joka on erittäin epätarkka.

Mittarin kaistanleveys

Yleensä 0Hz ~ kymmeniä KHz

3 Hall-anturia

Anturin koko on suhteellisen pieni, noin 1-2 mm, ja mitattu magneettikenttä on tämän kokoalueen keskiarvo

Mittausmitta Kolmiulotteinen Hall-anturi on helppo integroida 1-2 mm kokoon, joten yleinen Gauss-mittari pystyy mittaamaan kolmiulotteisen magneettikentän, mikä on Gauss-mittarin etu.

4 Instrumenttisovellukset

Käytetään magneettien magneettikentän mittaamiseen; sopii paremmin suhteellisen suurten magneettikenttien mittaamiseen.

Hall-ilmiö

Kun magneettikenttä on kohtisuorassa puolijohdelevyyn nähden, Lorentzin voima poikkeuttaa elektronit, jolloin syntyy potentiaaliero (kutsutaan Hall-jännitteeksi) molemmille puolille.

2. Fluxgate-magnetometri

Laitteen parametrit

Resoluutio on yleensä luokkaa 0.1nT, mikä on paljon Gauss-mittarin ulottumattomissa!

Fluxgate-magnetometrin mittausprosessissa käytetään joskus positiivista mittausta, jonka jälkeen anturi käännetään mittaamaan kerran. Tietojen käsittely: laske yhteen kaksi tulosta ja jaa kahdella. Tarkoituksena on eliminoida magneettikentän siirtymä.

Mittarin tarkkuus 0,5 prosenttia lukemasta

Laitteen mittausalue on luokkaa 0.1nT kymmeniin tuhansiin nT, kattaa geomagneettisen kentän alueen. Mutta se ei voi mitata niin voimakasta magneettikenttää kuin kestomagneetti!

Instrumentin kaistanleveys DC 0Hz ~ 1KHz magnitudi

Anturin jäännösmagnetismi on luokkaa 1nT. Kun ostat tämän, sinun on selitettävä se selkeästi valmistajalle! Muuten valmistajan toimittaman anturin jäännösmagnetismi on usein suhteellisen suuri ~10nT, kuten Kiinan metrologian instituutissa.

Huomioi ostettaessa: Selitä yritykselle, mitataanko DC- vai AC-magneettikenttä. Olen käyttänyt China Metrology Institutesta ostettua fluxgate-magnetometriä vain muutaman Hz:n kaistanleveydellä. Jos haluat mitata tehotaajuuden magneettikentän kohinaa, sinun on ostettava suuren kaistanleveyden fluxgate-magnetometri.

Erityisesti meidän on mitattava tehotaajuuden magneettikentän kohina ja meidän on ostettava suuren kaistanleveyden fluxgate-magnetometri. Olen nähnyt insinööritiimin auttavan yliopiston laboratoriota havaitsemaan ympäristön tehotaajuuden magneettikentän kohinaa käyttämällä "Stefan Mayer Instruments" kolmiulotteista fluxgate-magnetometriä, kohina on alle 1pT/juuri Hz.

Anturin koko

Anturin koko riippuu siitä, onko kyseessä yksi- vai kolmiakselinen magneettikenttämittaus. Yksiakseliset anturit ovat paljon pienempiä kuin kolmiakseliset anturit.

Kolmiulotteinen anturi: yleensä luokkaa 2cm ~ 3cm, voit viitata Bartingdoniin (Bartingdon, tämä on maailman paras merkki, mutta hinta on suhteellisen korkea)

Yksiakselinen anturi: yleensä luokkaa 1 cm tai jopa pienempi, käyttämäni on 8 mm.

3 Fysiikan periaatteet

Ymmärtääksesi, kuinka fluxgate-magnetometri toimii:

Ensinnäkin meidän on selvennettävä kysymys "mikä on hystereesisilmukka"?

Toiseksi selvitä hystereesisilmukan epälineaarisuus (tunnetaan myös nimellä magneettinen kyllästysilmiö tai fluxgate-ilmiö tai muuntajailmiö);

Lopuksi, fluxgate-magnetometrin periaate johdetaan Faradayn sähkömagneettisen induktion lain kautta;


Lähetä kysely