Povzemite 10 metod merjenja magnetnega polja

Aug 19, 2022

Pustite sporočilo

Gaussov meter

Fluxgate Magnetometer

Superprevodni kvantni interferometer (SQUID)

Atomski magnetometer

Protonski magnetometer

Magnetometer z optično črpalko

Merilnik pretoka

Magnetoupor

Metoda magnetne resonance

magnetno-optični učinek

Osredotočite se na prvih 6 vrst (1-6) magnetometrov, ker se teh 6 vrst magnetometrov bolj pogosto uporablja, zadnje 4 vrste (7-10) pa so le na kratko predstavljene.


1. Gaussmeter

1 Načela fizike

Gaussmeter je instrument, ki temelji na principu Hallovega učinka (kot je prikazano na spodnji sliki). Hallova sonda Gaussovega merilnika ustvarja napetost zaradi Hallovega učinka v magnetnem polju. Po merjenju napetosti je mogoče izračunati magnetno polje, ki ga je treba izmeriti.

2 Parametri instrumenta

Natančnost instrumenta: na splošno 0.05 odstotkov -2 odstotkov obsega

(Opombe: Natančnost merilnika=največja vrednost absolutne napake/razpon merilnika × 100 odstotkov)

Merilno območje: običajno 1 G ~ 1 T magnituda

Primeren je za merjenje razmeroma velikih magnetnih polj, kot je na stotine Gaussov ali celo Tesla, merjenje trajnih magnetov pa je zelo dobro orodje; ni pa primeren za merjenje šibkih magnetnih polj, kot je na primer merjenje geomagnetnega polja, ki je zelo nenatančno.

Merilnik pasovne širine

Na splošno 0Hz ~ desetine KHz

3 Hallove sonde

Velikost sonde je razmeroma majhna, približno 1 do 2 mm, izmerjeno magnetno polje pa je povprečna vrednost v tem razponu velikosti.

Merilna dimenzija Tridimenzionalno Hallovo sondo je enostavno vključiti v velikost od 1 do 2 mm, tako da lahko splošni Gaussov meter meri tridimenzionalno magnetno polje, kar je prednost Gaussovega merilnika.

4 Aplikacije instrumentov

Uporablja se za merjenje magnetnega polja magnetov; bolj primeren za merjenje relativno velikih magnetnih polj.

Hallov učinek

Ko je magnetno polje pravokotno na polprevodniško ploščo, se elektroni odklonijo z Lorentzovo silo, kar ustvari potencialno razliko (imenovano Hallova napetost) na obeh straneh.

2. Fluxgate magnetometer

Parametri instrumenta

Ločljivost je običajno reda 0.1nT, kar je daleč onkraj dosega Gaussovega metra!

V postopku merjenja fluxgate magnetometra se včasih uporabi pozitivna meritev, nato pa se sonda obrne za enkratno merjenje. Obdelava podatkov: seštejte dva rezultata in delite z 2. Namen je odpraviti zamik magnetnega polja.

Natančnost merilnika 0.5 odstotkov odčitka

Merilno območje instrumenta je v obsegu od 0.1nT do več deset tisoč nT, kar pokriva območje geomagnetnega polja. Ne more pa izmeriti tako močnega magnetnega polja kot trajni magnet!

Pasovna širina instrumenta DC 0Hz ~ magnituda 1KHz

Preostali magnetizem sonde je reda velikosti 1nT. Ko to kupite, morate to jasno razložiti proizvajalcu! V nasprotnem primeru je preostali magnetizem sonde, ki ga zagotovi proizvajalec, pogosto razmeroma velik ~10 nT, na primer Kitajski inštitut za meroslovje.

Točke, na katere morate biti pozorni pri nakupu: Pojasnite se s podjetjem, ali želite meriti magnetno polje DC ali AC. Uporabil sem fluxgate magnetometer, kupljen pri Kitajskem inštitutu za meroslovje, s pasovno širino le nekaj Hz. Če želite izmeriti hrup magnetnega polja močne frekvence, morate kupiti visokopasovni magnetometer s fluxgateom.

Zlasti moramo izmeriti šum magnetnega polja močne frekvence in kupiti moramo visokopasovni magnetometer s pretočnim pretokom. Videl sem inženirsko ekipo, ki je pomagala univerzitetnemu laboratoriju pri zaznavanju hrupa magnetnega polja električne frekvence okolice z uporabo tridimenzionalnega magnetometra s pretokom "Stefan Mayer Instruments", hrup je manjši od 1pT/root Hz

Velikost sonde

Velikost sonde je odvisna od tega, ali gre za enoosno ali triosno merjenje magnetnega polja. Enoosne sonde so veliko manjše od triosnih.

Tridimenzionalna sonda: na splošno v vrstnem redu 2 cm ~ 3 cm, lahko se obrnete na Bartingdon (Bartingdon, to je najboljša znamka na svetu, vendar je cena razmeroma visoka)

Enoosna sonda: na splošno velikosti 1 cm ali celo manjša, tista, ki sem jo uporabil, je 8 mm.

3 Načela fizike

Če želite razumeti, kako deluje fluxgate magnetometer:

Najprej moramo razjasniti vprašanje "kaj je histerezna zanka"?

Drugič, ugotovite nelinearnost histerezne zanke (znano tudi kot pojav magnetne nasičenosti ali učinek fluxgate ali učinek transformatorja);

Končno je princip fluxgate magnetometra izpeljan s Faradayevim zakonom elektromagnetne indukcije;


Pošlji povpraševanje