سنسور تشخیص میدان مغناطیسی

FL-200-50 µT

وزن  15 گرم

طول و عرض 25 *20 میلی متر

نوع    fluxgate magnetometer

پهنای باند   یک کیلو هرتز

طول سیم پیچ    22 میلی متر

جریان مصرفی    2 میلی امپر

حداکثر میدان اندازه گیری      200 میکرو تسلا

حداکثر دمای کاری     -40 تا +85

Specifications

• Meas. Range ±50 µT, other ranges on request
• Accuracy at 20 ◦C ±4% ± 0.6 µT
• Operating temperature −40 to +85 ◦C
• Zero drift <4 nT/K
• Output voltage OUT+ ref. to OUT− ±1 V/50 µT, max. ±2,5 V
• Bandwidth 0 to 1 kHz (−3 dB)

Features

• Output voltage proportional to magnetic field
• Low noise and high stability of output signal
• Low cost
• Complete miniature magnetometer
• Single 5 V power supply
• Only 2 mA current consumption
• Simple integration into µP systems
• Temperature range −40 – +85 ◦C, extended temp. range on request

Applications

• Measurement of the earth’s magnetic field, navigation
• Detection of fields from power lines
• Current measurement
• Distance sensors
• Magnetic signatures
• Vehicle detection, traffic control
• Material and package inspection
• Residual field measurement (shielding effectiveness)

Specifications

• Meas. Range ±50 µT, other ranges on request
• Accuracy at 20 ◦C ±4% ± 0.6 µT
• Operating temperature −40 to +85 ◦C
• Zero drift <4 nT/K
• Output voltage OUT+ ref. to OUT− ±1 V/50 µT, max. ±2,5 V
• Bandwidth 0 to 1 kHz (−3 dB)
• DC output impedance <1 Ω
• Reference output OUT− 2.5 V ref. to supply ground (0 V)
• Max. load between OUT+ and OUT− >1 kΩ,<100pf
• Noise <1nT RMS or 6nTpp (0.1 to 10 Hz) , ∼150 pT/√ Hz @ 1 Hz
• Supply voltage 5 V ±5%
• Supply current ∼2 mA
• Dimensions 25 mm × 20 mm × 5.5 mm
• Length of detection coil 22 mm

مغناطیس سنج فلاکس گیت، یک سنسور میدان مغناطیسی برای میدان مغناطیسی برداری است.

دامنه نرمال آن برای اندازه‌گیری میدان زمین مناسب است و توانایی تفکیک به مراتب کمتر از یک‌ده‌هزارم آن را دارد.

این سنسور به طور سنتی برای کارهای هوانوردی و قطب‌نما و همچنین شناسایی و پیجویی فلزات مورد استفاده بوده است
مگنتومتر فلاکس‌گیت به طور گسترده از دو سبک پیروی می‌کنند،

آن‌هایی که از هسته‌های میله‌ای استفاده می‌کنند و آن‌هایی که از هسته‌های حلقه‌ای استفاده می‌کنند.

در حالی که بسیاری از طرح‌های جایگزین وجود دارد که اغلب بر مبنای هسته‌های میله‌ای هستند،

اما هیچ یک از آن‌ها به مرحله توسعه و عملکرد مربوط به این دو سبک نرسیده‌اند.

اکس گیت با هسته میله ای

فلاکس گیت با هسته حلقوی

همه فلاس‌گیت‌ ها از یک هسته بسیار حساس استفاده می‌کنند که برای متمرکز کردن میدان مغناطیسی مورد اندازه‌گیری، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هسته به طور مغناطیسی در جهت مخالف هر محور مناسب، اشباع می‌شود،

به طور نرمال، توسط یک سیم‌پیچ تحریک که توسط شکل موج سینوسی یا مربعی، هدایت می‌شود.
قبل از اشباع، میدان پیرامون از طریق هسته کانالیزه می‌شود و به‌دلیل نفوذپذیری، شار بالایی را تولید می‌کند.

در نقطه اشباع، نفوذپذیری هسته تا حد خلاء کاهش می‌یابد که باعث فروپاشی شار می‌شود.

در طول نیم چرخه بعدی شکل موج تحریک، هسته از اشباع بازیابی می‌شود و چون شار ناشی از میدان محیط بار دیگر در یک سطح بالا قرار می‌گیرد تا هسته در جهت مخالف اشباع شود؛ آن‌گاه چرخه دوباره تکرار می‌شود.

علی‌رغم معکوس شدن مغناطیسی شدن به دلیل تحریک، شار میدان محیط در سرتاسر همان جهت عمل می‌کند.

یک سیم‌پیچ حسی در اطراف هسته این تغییرات شار را می‌گیرد، علامت ولتاژ القایی نشان دهنده بازیابی یا فروپاشی شار است.

نام گذاری فلاکس گیت

نام فلاکس‌گیت به وضوح از عمل شار درگاهی هسته در داخل و بیرون سیم‌پیچ حسی گرفته شده است.
این فرآیند در شکل زیر به‌عنوان شکل موج‌های ایده‌آل شده نشان داده شده است و به وضوح می‌توان مشاهده کرد که ولتاژ حسی دوبرابر فرکانس تحریک است.

طرح‌های دمدولاسیون اغلب از هارمونی دوم شناخته شده برای این منظور، استفاده می‌کنند. در عمل برای یک هسته لوله مانند منفرد، سیم‌پیچ حسی، درایو تحریک و همچنین ولتاژ سیگنال را که به دلیل سطح بالای آن حذف الکترونیکی آن می‌تواند مشکل‌ساز باشد، می‌گیرد.
یک راه حل رایج استفاده از دو هسته موازی است تا فاز تحریک از یکی به دیگری معکوس شود.

سیم‌پیچ حسی سیگنال را می‌گیرد اما ولتاژ تحریک القایی با معکوس کردن فاز لغو می‌شود که طول موج‌های مشابه نشان داده شده در اینجا را تولید می‌کند.
ولتاژ پیک‌های تغییر شار از قانون فارادی متناسب با میدان مغناطیسی است؛ می‌توان از یک سنسور ساده به این روش استفاده کرد.

با این حال یک طراحی عالی از یک سیم‌پیچ (سیم‌پیچ حسی اغلب برای این کار دو برابر می‌شود) استفاده می‌شود تا میدان مغناطیسی را در مقابل میدان حس شده بازخورد دهد،

به طوری که دو میدان یکدیگر را لغو کنند. در این حالت از عملکرد، جایی که فلاکس‌ گیت به عنوان یک آشکارساز صفر عمل می‌کند، جریان در سیم‌پیچ بازخوردی متناسب با میدان حس شده است.

این روش، خطی بودن اندازه‌گیری را بهبود می‌بخشد و این امکان را فراهم می‌کند تا دامنه دینامیکی بیشتری حاصل شود که توسط اکثر دستگاه‌های مدرن استفاده می‌شود.