Магнитометр, схемы и технические решения.

(1/1)

comkoder:
Просьба к Всем, кто может помочь в реализации и конкретных технических изделиях.
Как собрать, отладить магнитометр?
Просьба, выкладывать ссылки на принципиальные схемы, и на сами приборы.
С уважением, Николай.

Crowbar:
С возвращением меня =)

Итак, с чего бы начать... Магнитометров существует много, причем абсолютно идеального, подходящего под все роды замеров нет, как обычно. Поэтому, для начала, хорошо бы выяснить, какой прибор нужен. На деле все ограничивается пятью типам датчиков (если самому делать прибор): протонный, феррозондовый, магниторезистивный, индукционный, Холловский; про компасс и магнит на веревочке я не говорю- это каждый "знает и умеет". Продвигаясь дальше, я скажу, что сделать протонный магнитометр и нормальный феррозондовый, держа в руках паяльник пару раз, невозможно. Поэтому будем подходить к делу конкретно: выясняем, какие МП будут подвергаться обнаружению и замерам, что требуется от прибора.
 Вводная часть. Отбрасываем пока что протонный магниометр, так как сделать хороший не просто- если кому нужен именно скалярный тип датчиков, тогда пишите, поговрим про квантовые магнитометры.
 Остановимся на датчиках, чувствительных к направлению МП (векторный тип): магниторезист, индукционный, Холл. Феррозонды во внимание пока не берем, по причине дороговизны датчиков и/или сравнительной сложности самодельного изготовления-повторения с достижением хороших результатов.
 Теперь выясним, какие МП хочется мерить: постоянные (псевдопостоянные) и/или переменные. Отсюда: динамический диапазон (полный разлет амплитуд), частотный диапазон (полоса интересующих нас частот), разрешение (минимальная разница  амплитуд МП, которую способен уловить прибор), чувствительность (минимальная индукция поля в Тл, которую способен зарегистрировать прибор), точность в %.
 Можно просто описать характер явлений, к которым вы привязываете действие МП- попробуем оттолкнуться от этого...

comkoder:
Ага, понятно. Измерять хотелось бы постоянное и переменное поле. Частота... До 10 Кгц.
Хотелось бы уяснить для себя, в каких единицах ведёться измерение?  Их несколько как я понял. И какой уровень МП земли. Для определения чувствительности, разрешения, динамического диапозона. Так же хотелось бы, что бы прибор не был бы чувствительным к вектору направления МП.

Crowbar:
Определимся вот еще с чем: правелнее говорить про Индукцию (имзеряется в Тл- Тесла в системе Си) а не про напряженность МП, хоть они и различаются на магнитную проницаемость среды. Уровень магнитного поля Земли лежит в пределах от 35мкТл до 60мкТл, за исключением мест с аномальными широтными показателями (как КМА). Вот некоторые сравнительные показатели:
1) Поле Земли ( 10^-5 до 10^-4 Тл).
2) Городской шум (10^-7 до 10^-6 Тл).
3) Автомобиль с расстояния ~ 60м ( 10^-9 Тл).
4) Шум транзистора с расстояния ~1м (10^-14 Тл).
5) Человеческий мозг (10^-15 до 10^-12 Тл).

Про первые пожелания:
а) Магнитометр, не чувствительный к направлению МП:  
     -- скалярный прибор, для нас это только протонный тип датчиков, во-первых они работают только с постояннвми МП, или с УНЧ МП до 10Гц, во-вторых их не просто самому сделать, как я говорил.
     -- трехосный магнитометр на трех взаимноортогонально расположенных датчиках, где показания с 3 датчиков, взятых одновременно, взвешиваются среднеквадратически для получения модуля вектор индукции МП. Можно использовать любой тип векторных датчиков (есть некоторые тонкости, правда, о которых пока говорить не будем). Проблема здесь заключается в том, что идеально взаимноортогонально расположить сенсоры невозможно даже в заводских условиях (ошибка ~0.1 градуса), так же не стоит забывать, что каждый датчик имеют свою, пусть даже очень близкую к заявленной, передаточную функцию Напряжение -> Индукци МП. Эти две проблемы приводят к тому, что приходится использовать катушки Гельмгольца при юстировке системы, далее вычислять взвешивающие коэффициенты и матрицу коррекции, для получения стабильных и качественный показаний с системы трехосного магнитометра.

б) Рассмотрим теперь частотный диапазон: 10кГц. Вопрос: почему выбрано такое число?
До 1-2Кгц, можно использовать феррозонд, для измерения постоянной и переменной составляющей МП. Для расширенного диапазона частот тоже существуют феррозонды, но они узкоспециализированны. Остаются только следующие типы датчиков: индукционный, Холла, магниторезист. Индукционный отпадает, т.к. будучи в статичном состоянии чувствителен только к переменному полю. Выходит Холл и магниторезист- дальнейший выбор (есди готовы- феррозонд) зависит от следующих предложенией, пожеланий.

comkoder:
Понятно, частоту можно не учитывать. Чем выше, тем лучьше. К чувствительности можно сказать, так что бы уверенно фиксировать мп земли. Датчик конечно не очень дифицитный хочеться видеть. На счёт разрешения мозгую сейчас.
Ещё вот что, если можно, пару ссылок на ресурсы где можно теорию почитать.

Navigation

[0] Message Index