Gauss måler
Fluxgate magnetometer
Superledende kvanteinterferometer (SQUID)
Atommagnetometer
Proton magnetometer
Optisk pumpe magnetometer
Fluxmåler
Magnetmodstand
Magnetisk resonans metode
magneto-optisk effekt
Fokuser på de første 6 typer (1-6) af magnetometre, fordi disse 6 typer af magnetometre er mere almindeligt anvendte, og de sidste 4 typer (7-10) introduceres kun kort.
1. Gaussmeter
1 Fysikkens principper
Gaussmeter er et instrument baseret på princippet om Hall-effekten (som vist i figuren nedenfor). Gauss-målerens Hall-probe genererer en spænding på grund af Hall-effekten i magnetfeltet. Efter måling af spændingen kan det magnetiske felt, der skal måles, beregnes.
2 Instrumentparametre
Instrumentnøjagtighed: generelt 0,05 procent -2 procent af området
(Bemærkninger: Målers nøjagtighed=maksimal værdi af absolut fejl/målerområde × 100 procent)
Måleområde: generelt 1 G ~ 1 T størrelsesorden
Den er velegnet til at måle relativt store magnetiske felter, såsom hundredvis af Gauss eller endda Tesla, og måling af permanente magneter er et meget godt værktøj; den er dog ikke egnet til at måle svage magnetiske felter, såsom måling af det geomagnetiske felt, hvilket er meget unøjagtigt.
Måler båndbredde
Generelt 0Hz ~ snesevis af KHz
3 halsonder
Størrelsen af sonden er relativt lille, omkring 1 til 2 mm, og det målte magnetfelt er gennemsnitsværdien inden for dette størrelsesområde
Måledimension Det er nemt at integrere en tredimensionel Hall-sonde inden for en størrelse på 1 til 2 mm, så den generelle Gauss-måler kan måle det tredimensionelle magnetfelt, hvilket er fordelen ved Gauss-måleren.
4 Instrumentapplikationer
Bruges til at måle magnetfeltets magnetfelt; mere velegnet til at måle relativt store magnetfelter.
Hall effekt
Når magnetfeltet er vinkelret på halvlederarket, afbøjes elektronerne af Lorentz-kraften, hvilket skaber en potentialforskel (kaldet Hall-spændingen) på begge sider.
2. Fluxgate magnetometer
Instrumentparametre
Opløsningen er generelt i størrelsesordenen 0.1nT, hvilket er langt uden for en Gauss-meters rækkevidde!
I fluxgate-magnetometerets måleproces bruges nogle gange en positiv måling, og derefter vendes sonden for at måle én gang. Databehandling: Tilføj de to resultater og divider med 2. Formålet er at eliminere magnetfeltforskydningen.
Målers nøjagtighed 0,5 procent af aflæsningen
Instrumentets måleområde er i størrelsesordenen 0.1nT til titusindvis af nT, der dækker området for det geomagnetiske felt. Men den kan ikke måle et så stærkt magnetfelt som en permanent magnet!
Instrumentbåndbredde DC 0Hz ~ 1KHz størrelse
Den resterende magnetisme af sonden er i størrelsesordenen 1nT. Når du køber denne, skal du forklare det tydeligt for producenten! Ellers er den resterende magnetisme af sonden leveret af producenten ofte relativt stor ~10nT, såsom China Metrology Institute.
Punkter at være opmærksom på ved køb: Forklar med virksomheden, om der skal måles DC-magnetfeltet eller AC-magnetfeltet. Jeg har brugt et fluxgate-magnetometer købt fra China Metrology Institute med kun få Hz-båndbredde. Hvis du vil måle strømfrekvensmagnetisk feltstøj, skal du købe et fluxgate-magnetometer med høj båndbredde.
Især skal vi måle strømfrekvensens magnetfeltstøj, og vi skal købe et fluxgate-magnetometer med høj båndbredde. Jeg har set et ingeniørteam hjælpe et universitetslaboratorium med at detektere magnetfeltstøj fra omgivende strømfrekvens ved hjælp af et "Stefan Mayer Instruments" tredimensionelt fluxgate-magnetometer, støjen er mindre end 1pT/rod Hz
Probe størrelse
Størrelsen på sonden afhænger af, om det er en enakset eller treakset magnetfeltmåling. Enaksede prober er meget mindre end treaksede prober.
Tredimensionel sonde: generelt i størrelsesordenen 2 cm ~ 3 cm, kan du henvise til Bartingdon (Bartingdon, dette er det bedste mærke i verden, men prisen er relativt høj)
Enakset sonde: generelt i størrelsesordenen 1 cm, eller endnu mindre, er den, jeg har brugt, 8 mm.
3 Fysiske principper
For at forstå, hvordan et fluxgate-magnetometer fungerer:
Først og fremmest skal vi afklare et spørgsmål "hvad er en hysterese-løkke"?
For det andet skal du finde ud af ikke-lineariteten af hysteresesløjfen (også kendt som det magnetiske mætning-fænomen eller fluxgate-effekten eller transformatoreffekten);
Endelig er princippet om fluxgate-magnetometer udledt gennem Faradays lov om elektromagnetisk induktion;
