Vector magnetometers[edit]Vector ma

Vector magnetometers[edit]
Vector magnetometers measure one or more components of the magnetic field electronically. Using three orthogonal magnetometers, both azimuth and dip (inclination) can be measured. By taking the square root of the sum of the squares of the components the total magnetic field strength (also called total magnetic intensity, TMI) can be calculated byPythagoras's theorem.
Vector magnetometers are subject to temperature drift and the dimensional instability of the ferrite cores. They also require levelling to obtain component information, unlike total field (scalar) instruments. For these reasons they are no longer used for mineral exploration.
Rotating coil magnetometer[edit]
The magnetic field induces a sine wave in a rotating coil. The amplitude of the signal is proportional to the strength of the field, provided it is uniform, and to the sine of the angle between the rotation axis of the coil and the field lines. This type of magnetometer is obsolete.
Hall effect magnetometer[edit]
Main article: Hall effect sensor
The most common magnetic sensing devices are solid-state Hall effect sensors. These sensors produce a voltage proportional to the applied magnetic field and also sense polarity. They are used in applications where the magnetic field strength is relatively large, such as in anti-lock braking systems in cars which sense wheel rotation speed via slots in the wheel disks.
Magnetoresistive devices[edit]
These are made of thin strips of permalloy (NiFe magnetic film) whose electrical resistance varies with a change in magnetic field. They have a well-defined axis of sensitivity, can be produced in 3-D versions and can be mass-produced as an integrated circuit. They have a response time of less than 1 microsecond and can be sampled in moving vehicles up to 1,000 times/second. They can be used in compasses that read within 1°, for which the underlying sensor must reliably resolve 0.1°.[13]
Fluxgate magnetometer[edit]

A uniaxial fluxgate magnetometer.

A fluxgate compass/inclinometer.

Basic principles of a fluxgate magnetometer.
Fluxgate magnetometers (FGM) were invented in the 1930s by Victor Vacquier at Gulf Research Laboratories. Vacquier applied them duringWorld War II as an instrument for detecting submarines, and after the war confirmed the theory of plate tectonics by using them to measure shifts in the magnetic patterns on the sea floor.[14]
A fluxgate magnetometer consists of a small, magnetically susceptible core wrapped by two coils of wire. An alternating electric current is passed through one coil, driving the core through an alternating cycle of magnetic saturation; i.e., magnetised, unmagnetised, inversely magnetised, unmagnetised, magnetised, and so forth. This constantly changing field induces an electric current in the second coil, and this output current is measured by a detector. In a magnetically neutral background, the input and output currents will match. However, when the core is exposed to a background field, it will be more easily saturated in alignment with that field and less easily saturated in opposition to it. Hence the alternating magnetic field, and the induced output current, will be out of step with the input current. The extent to which this is the case will depend on the strength of the background magnetic field. Often, the current in the output coil is integrated, yielding an output analog voltage, proportional to the magnetic field.
A wide variety of sensors are currently available and used to measure magnetic fields. Fluxgate compasses and gradiometers measure the direction and magnitude of magnetic fields. Fluxgates are affordable, rugged and compact. This, plus their typically low power consumption makes them ideal for a variety of sensing applications. Gradiometers are commonly used for archaeological prospecting and unexploded ordnance (UXO) detection such as the German military's popular Foerster.[15]
The typical fluxgate magnetometer consists of a "sense" (secondary) coil surrounding an inner "drive" (primary) coil that is closely wound around a highly permeable core material, such as mu-metal. An alternating current is applied to the drive winding, which drives the core in a continuous repeating cycle of saturation and unsaturation. To an external field, the core is alternately weakly permeable and highly permeable. The core is often a toroidally-wrapped ring or a pair of linear elements whose drive windings are each wound in opposing directions. Such closed flux paths minimise coupling between the drive and sense windings. In the presence of an external magnetic field, with the core in a highly permeable state, such a field will be locally attracted or gated (hence the name fluxgate) through the sense winding. When the core is weakly permeable, the external field will not be so attracted. This continuous gating of the external field in and out of the sense winding induces a signal in the sense winding, whose principal frequency is twice that of the drive frequency, and whose strength and phase orientation vary directly with the external field magnitude and polarity.
There are additional factors that affect the size of the resultant signal. These factors include the number of turns in the sense winding, magnetic permeability of the core, sensor geometry, and the gated flux rate of change with respect to time.
Phase synchronous detection is used to extract these harmonic signals from the sense winding and convert them into a DC voltage proportional to the external magnetic field. Active current feedback may also be employed, such that the sense winding is driven to counteract the external field. In such cases, the feedback current varies linearly with the external magnetic field and is used as the basis for measurement. This helps to counter inherent non-linearity between the applied external field strength and the flux gated through the sense winding.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

magnetometers เวกเตอร์ [แก้ไข]
เวกเตอร์วัด magnetometers ส่วนประกอบหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งของสนามแม่เหล็กด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สาม magnetometers มุมฉากทั้งราบและกรมทรัพย์สินทางปัญญา (เอียง) สามารถวัดได้ โดยการใช้รากที่สองของผลรวมของสี่เหลี่ยมขององค์ประกอบความแรงของสนามแม่เหล็กรวม (เรียกว่ายังความเข้มสนามแม่เหล็กรวม TMI) สามารถคำนวณทฤษฎีบท byPythagoras ของ.
magnetometers เวกเตอร์อาจมีการดริฟท์ของอุณหภูมิและความไม่แน่นอนมิติของแกนเฟอร์ไรต์ พวกเขายังต้องมีการปรับเพื่อให้ได้ข้อมูลองค์ประกอบที่แตกต่างจากเขตข้อมูลผลรวม (เกลา) ตราสาร ด้วยเหตุผลเหล่านี้พวกเขาจะไม่ได้ใช้สำหรับการสำรวจแร่.
หมุนสนามแม่เหล็กขดลวด [แก้ไข]
สนามแม่เหล็กก่อให้เกิดคลื่นไซน์ในขดลวดหมุน ความกว้างของสัญญาณเป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามให้มันเป็นชุดและไซน์ของมุมระหว่างแกนหมุนของขดลวดและสายสนาม ชนิดของสนามแม่เหล็กนี้เป็นล้าสมัย.
ฮอลล์ผล magnetometer [แก้ไข]
บทความหลัก:
ฮอลล์เซ็นเซอร์ผลกระทบที่พบมากที่สุดอุปกรณ์ตรวจวัดแม่เหล็กของรัฐที่มั่นคงเซ็นเซอร์ผลฮอลล์ เซ็นเซอร์เหล่านี้ก่อให้เกิดแรงดันสัดส่วนกับสนามแม่เหล็กที่ใช้และยังรู้สึกขั้ว พวกเขาจะใช้ในการใช้งานที่ความแรงของสนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างใหญ่เช่นในป้องกันการล็อคระบบเบรกในรถยนต์ซึ่งรู้สึกความเร็วในการหมุนล้อผ่านช่องในดิสก์ล้อ.
อุปกรณ์ Magnetoresistive [แก้ไข]
เหล่านี้ทำจากแผ่นบางของ permalloy ( NiFe ภาพยนตร์แม่เหล็ก) ที่มีความต้านทานไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก พวกเขามีแกนที่ดีที่กำหนดของความไวสามารถผลิตได้ในเวอร์ชั่น 3 มิติและสามารถมวลผลิตเป็นวงจรรวม พวกเขามีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 1 วินาทีและสามารถเก็บตัวอย่างในการย้ายยานพาหนะได้ถึง 1,000 ครั้ง / วินาที พวกเขาสามารถใช้ในวงเวียนอ่านได้ว่าภายใน 1 °ซึ่งเซ็นเซอร์พื้นฐานได้อย่างน่าเชื่อถือต้องแก้ไข 0.1 °. [13]
fluxgate magnetometer [แก้ไข] magnetometer fluxgate แกนเดียว. fluxgate เข็มทิศ / inclinometer. หลักการพื้นฐานของ magnetometer fluxgate. fluxgate magnetometers (FGM) ถูกคิดค้นขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 โดยวิกเตอร์ Vacquier ที่ห้องปฏิบัติการวิจัยอ่าว Vacquier ใช้พวกเขา duringWorld สงครามโลกครั้งที่สองเป็นเครื่องมือสำหรับการตรวจสอบเรือดำน้ำและหลังสงครามได้รับการยืนยันทฤษฎีของแผ่นเปลือกโลกโดยใช้พวกเขาในการวัดการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบแม่เหล็กบนพื้นทะเล. [14] magnetometer fluxgate ประกอบด้วยขนาดเล็กสนามแม่เหล็ก หลักไวต่อห่อสองขดลวด สลับกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านขดลวดหนึ่งขับรถผ่านหลักสลับวงจรของความอิ่มตัวแม่เหล็ก; เช่นแม่เหล็ก, unmagnetised, แม่เหล็กผกผัน, unmagnetised, แม่เหล็กและอื่น ๆ ฟิลด์นี้จะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องกระแสไฟฟ้าในขดลวดที่สองและในปัจจุบันการส่งออกนี้จะวัดได้จากเครื่องตรวจจับ ในพื้นหลังที่เป็นกลางสนามแม่เหล็กที่นำเข้าและส่งออกกระแสจะตรงกับ แต่เมื่อแกนสัมผัสกับสนามพื้นหลังก็จะมีการอิ่มตัวได้ง่ายขึ้นในแนวเดียวกันกับเขตข้อมูลที่อิ่มตัวและน้อยได้อย่างง่ายดายในการต่อสู้กับมัน ดังนั้นสนามแม่เหล็กสลับและเหนี่ยวนำให้เกิดการส่งออกในปัจจุบันจะออกจากขั้นตอนที่มีการป้อนข้อมูลปัจจุบัน ขอบเขตที่เป็นกรณีนี้จะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพื้นหลังสนามแม่เหล็ก บ่อยครั้งกระแสในขดลวดออกเป็นแบบบูรณาการที่ให้ผลผลิตแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกเอาท์พุทสัดส่วนกับสนามแม่เหล็ก. ความหลากหลายของเซ็นเซอร์มีอยู่ในปัจจุบันและใช้ในการวัดสนามแม่เหล็ก วงเวียน fluxgate และ gradiometers วัดทิศทางและขนาดของสนามแม่เหล็ก Fluxgates มีราคาไม่แพงและมีขนาดกะทัดรัดขรุขระ นี้บวกของพวกเขามักจะใช้พลังงานที่ต่ำทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับความหลากหลายของโปรแกรมตรวจจับ Gradiometers มักใช้สำหรับการสำรวจทางโบราณคดีและระเบิดกรมสรรพาวุธ (UXO) การตรวจสอบดังกล่าวเป็นที่นิยมของทหารเยอรมัน Foerster. [15] magnetometer fluxgate ทั่วไปประกอบด้วย "ความรู้สึก" (มัธยม) ขดลวดโดยรอบภายใน "ไดรฟ์" (หลัก) ขดลวดที่ เป็นแผลอย่างใกล้ชิดรอบวัสดุหลักดูดซึมสูงเช่นหมู่โลหะ กระแสสลับถูกนำไปใช้กับไดรฟ์ขดลวดที่ไดรฟ์หลักในรอบการทำซ้ำอย่างต่อเนื่องของความอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว ไปยังสนามภายนอกหลักคือสลับอ่อนดูดซึมและการดูดซึมสูง แกนมักจะเป็นแหวน toroidally ห่อหรือคู่ขององค์ประกอบเชิงเส้นลวดที่มีไดรฟ์ที่มีแผลในทิศทางที่ตรงข้ามแต่ละ เส้นทางการไหลของของเหลวดังกล่าวปิดลดการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างขดลวดไดรฟ์และความรู้สึก ในการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กภายนอกที่มีหลักอยู่ในสถานะที่สามารถดูดซึมสูงเช่นสนามจะถูกดึงดูดในประเทศหรือรั้วรอบขอบชิด (เพราะฉะนั้นชื่อ fluxgate) ที่ผ่านความรู้สึกที่คดเคี้ยว เมื่อหลักคือดูดซึมอ่อนสนามภายนอกจะไม่สามารถดึงดูดเพื่อให้ นี้ gating อย่างต่อเนื่องของสนามภายนอกเข้าและออกจากความรู้สึกที่คดเคี้ยวก่อให้เกิดสัญญาณในความรู้สึกที่คดเคี้ยวที่มีความถี่หลักเป็นสองเท่าของความถี่ไดรฟ์และมีความแข็งแรงและการวางแนวทางขั้นตอนที่แตกต่างกันโดยตรงกับขนาดสนามภายนอกและขั้ว. มี เป็นปัจจัยเพิ่มเติมที่มีผลต่อขนาดของสัญญาณผลลัพธ์ ปัจจัยเหล่านี้รวมจำนวนผลัดกันในความรู้สึกคดเคี้ยวซึมผ่านแม่เหล็กของแกนเรขาคณิตเซ็นเซอร์และอัตราการไหลของรั้วรอบขอบชิดของการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวกับเวลา. ระยะที่ตรวจจับการซิงโครจะใช้ในการดึงสัญญาณฮาร์โมนิเหล่านี้จากความรู้สึกที่คดเคี้ยวและแปลงให้ เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสัดส่วนกับสนามแม่เหล็กภายนอก ข้อเสนอแนะในปัจจุบันที่ใช้งานนอกจากนี้ยังอาจได้รับการว่าจ้างดังกล่าวว่าความรู้สึกที่คดเคี้ยวเป็นแรงผลักดันที่จะรับมือกับสนามภายนอก ในกรณีดังกล่าวในปัจจุบันความคิดเห็นแตกต่างกันเป็นเส้นตรงกับสนามแม่เหล็กภายนอกและใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการวัด นี้จะช่วยให้เพื่อตอบโต้ที่ไม่เป็นเชิงเส้นโดยธรรมชาติระหว่างที่ใช้ความแรงของสนามภายนอกและฟลักซ์รั้วรอบขอบชิดผ่านความรู้สึกที่คดเคี้ยว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เวกเตอร์ magnetometers [ แก้ไข ]
เวกเตอร์ magnetometers วัดหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งองค์ประกอบของสนามแม่เหล็ก ทางอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สาม magnetometers ตั้งฉากทั้งกว้างและหย่อน ( เอียง ) สามารถวัดได้ เมื่อใส่รากที่สองของผลรวมของกำลังสองของคอมโพเนนต์พลังสนามแม่เหล็กทั้งหมด ( เรียกว่ารวมแม่เหล็กความเข้ม TMI ) สามารถคำนวณ bypythagoras
ทฤษฎีบทของเวกเตอร์ magnetometers อาจมีการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิและไร้มิติของ ferrite แกน พวกเขายังต้องใช้งานเพื่อให้ได้ข้อมูลชิ้นส่วน ซึ่งแตกต่างจากสนามทั้งหมด ( สเกลาร์ ) เครื่องมือ เหตุผลเหล่านี้ พวกเขาจะไม่ใช้ในการสำรวจแร่
หมุนขดลวดวางเพลิง [ แก้ไข ]
สนามแม่เหล็กก่อให้เกิดคลื่นไซน์ในการหมุนเกลียวแอมพลิจูดของสัญญาณจะได้สัดส่วนกับความแข็งแรงของเขตข้อมูล ให้มันเป็นเครื่องแบบและค่า sine ของมุมระหว่างแกนของขดลวดและเส้นสนาม ของโปรแกรมประเภทนี้เป็นโปรแกรมที่ล้าสมัย
Hall Effect [ แก้ไข ]
บทความหลัก : Hall Effect Sensor
ส่วนใหญ่แม่เหล็กตรวจจับอุปกรณ์โซลิดสเตต Hall Effect เซ็นเซอร์เซ็นเซอร์เหล่านี้ผลิตไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับสนามแม่เหล็ก และความรู้สึกที่ขั้ว พวกเขาจะใช้ในการใช้งานที่มีสนามแม่เหล็กแรงค่อนข้างมาก เช่น ป้องกันล็อคระบบเบรกในรถยนต์ซึ่งรู้สึกพวงมาลัยหมุนผ่านช่องในล้อดิสก์
[ ]
magnetoresistive แก้ไขอุปกรณ์เหล่านี้จะทำจากแผ่นบางของ permalloy ( nife แม่เหล็กภาพยนตร์ ) ที่มีความต้านทานที่แตกต่างกันกับการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็ก พวกเขามีความไวต่อแกนสามารถผลิตในรุ่น 3 มิติ และสามารถผลิตเป็นจำนวนมากเป็นวงจรรวม พวกเขามีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 1 ไมโครวินาที และสามารถเป็นตัวอย่างในการย้ายยานพาหนะได้ถึง 1000 ครั้ง / วินาทีพวกเขาสามารถใช้เข็มทิศที่อ่านภายใน 1 องศา ซึ่งต้นแบบเซนเซอร์ต้องเชื่อถือได้แก้ไข 0.1 องศา [ 13 ]
fluxgate วางเพลิง [ แก้ไข ]

เดียว fluxgate วางเพลิง .

fluxgate เข็มทิศ / เตาเผาขยะ

หลักการพื้นฐานของโปรแกรม fluxgate .
fluxgate magnetometers ทําร้าย มีการคิดค้น ในช่วงทศวรรษที่ 1930 โดย Victor vacquier ห้องปฏิบัติการวิจัยที่อ่าวvacquier ใช้พวกเขา duringworld สงครามโลกครั้งที่สองเป็นเครื่องมือเพื่อตรวจหาเรือดำน้ำ และหลังจากสงครามการยืนยันทฤษฎีของแผ่นเปลือกโลก โดยพวกเขาจะวัดกะในรูปแบบแม่เหล็กบนพื้นทะเล . [ 14 ]
เป็น fluxgate โปรแกรมประกอบด้วยขนาดเล็ก , แม่เหล็กเสี่ยงหลักพันสองม้วนของลวด เป็นกระแสสลับผ่านหนึ่งม้วนขับแกนผ่านสลับวงจรของความเข้มสนามแม่เหล็ก เช่น magnetised unmagnetised magnetised unmagnetised , , กับ , , magnetised และอื่น ๆ ฟิลด์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลานี้ ทำให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดที่สอง และกระแสนี้จะวัดได้จากเครื่องตรวจจับ ในพื้นหลังที่เป็นกลาง แม่เหล็ก , อินพุตและเอาต์พุตซึ่งจะตรงกับ อย่างไรก็ตามเมื่อหลัก สัมผัสกับพื้นสนาม มันก็จะง่ายขึ้น และสอดคล้องกับที่สนามและน้อยสามารถอิ่มตัวในการต่อสู้กับมัน ดังนั้นสลับสนามแม่เหล็กและการเหนี่ยวนำกระแสจะก้าวออกไป ด้วยข้อมูลปัจจุบัน ขอบเขตที่เป็นกรณีนี้จะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพื้นสนามแม่เหล็ก มักจะปัจจุบัน ในการแสดงผลแบบบูรณาการ ผลผลิต output analog แรงดันไฟฟ้าตามสนามแม่เหล็ก
หลากหลายของเซ็นเซอร์สามารถใช้ได้และใช้วัดสนามแม่เหล็ก fluxgate เข็มทิศกับ gradiometers วัดทิศทางและขนาดของสนามแม่เหล็ก fluxgates มาก , ทนทาน และกะทัดรัด นี้บวกกับการใช้พลังงานต่ำของพวกเขาโดยทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับความหลากหลายของโปรแกรมตรวจจับ . gradiometers มักใช้โบราณคดีการสำรวจและสรรพาวุธระเบิดไม่ได้ ( โลหะ ) การตรวจสอบ เช่น ฟอร์สเตอร์นิยมทหารเยอรมัน [ 15 ]
.การวางเพลิง fluxgate ทั่วไปประกอบด้วย " สติ " ( มัธยม ) ขดรอบชั้นใน " ขับ " ( ประถม ) ขดลวดที่พันรอบแกนสูงอย่างใกล้ชิดวัสดุ permeable เช่น มู โลหะ เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้กับไดรฟ์ที่คดเคี้ยว ซึ่งไดรฟ์หลักในการอิ่มตัวและไม่อิ่มตัววงจรอย่างต่อเนื่องของ . ไปสนามภายนอกแกนนำสลับกันซึมอย่างอ่อนและสูงสามารถดูดซึม . หลักมักห่อ toroidally แหวนหรือคู่ขององค์ประกอบเชิงเส้นที่มีขับขดลวดแต่ละแผลในทิศทางที่คัดค้าน . เช่นการลดปิดเส้นทางเชื่อมต่อระหว่างไดรฟ์และความรู้สึกของขดลวด . ในการแสดงตนของสนามแม่เหล็ก กับหลักการรัฐซึมสูง ,เช่นเขตข้อมูลจะถูกดึงดูด หรือในรั้ว ( จึงชื่อ fluxgate ) ผ่านความรู้สึกที่คดเคี้ยว เมื่อหลักเป็น weakly permeable , เขตข้อมูลภายนอกจะไม่ประทับใจ นี้อย่างต่อเนื่อง หลักการของเขตข้อมูลภายนอกในและออกของความรู้สึกที่วกวน ทำให้สัญญาณในความรู้สึกที่วกวน ซึ่งหลักความถี่เป็นสองเท่าของไดรฟ์ความถี่ที่มีความแข็งแรงและทิศทางและระยะแปรผันกับสนามภายนอกขนาดและขั้ว
มีปัจจัยเพิ่มเติมที่ส่งผลกระทบต่อขนาดของสัญญาณลัพธ์ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงจํานวนรอบในความรู้สึกที่คดเคี้ยว ค่าซึมซาบแม่เหล็กหลักเรขาคณิต เซ็นเซอร์ และรั้วของอัตราการเปลี่ยนแปลงเทียบกับเวลา .
ประโยชน์ของการตรวจสอบจะใช้เพื่อแยกสัญญาณฮาร์มอนิกเหล่านี้มาจากความรู้สึกที่คดเคี้ยวและแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้สัดส่วนกับสนามแม่เหล็กภายนอก ความคิดเห็นที่ปัจจุบันใช้งานนอกจากนี้ยังอาจจะใช้ เช่น ความรู้สึกที่คดเคี้ยวเป็นแรงผลักดันเพื่อต่อต้านสนามภายนอก ในบางกรณีความคิดเห็นที่ปัจจุบันแตกต่างกันไปตามสนามแม่เหล็กภายนอกและใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการวัด นี้ช่วยนับไม่โดยธรรมชาติระหว่างสนามไฟฟ้าภายนอกแข็งแรงและฟลักซ์ gated ผ่านความรู้สึก
คดเคี้ยว