مگنتومتر دروازه شار (Fluxgate Magnetometer)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مگنتومتر دروازه شار (Fluxgate Magnetometer) :
مگنتومتر دروازه شار (فلاکس گیت) یک سنسور میدان مغناطیسی برداری با دقت خوب و پایداری بالا است که برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی DC و کم فرکانس (تا چند صد هرتز) استفاده می شود. این سنسورها در کاربردهای فضایی (ماهواره ها)، ناوبری اینرسی (قطب نما)، ژئوفیزیک، و ردیابی اشیا کاربرد دارند. آنها بر اساس اصل اشباع هسته مغناطیسی کار می کنند.
ساختار یک فلاکس گیت معمولا شامل یک هسته فرومغناطیسی با نفوذپذیری بالا (مانند آلیاژ مومتال - Mu-metal) است که توسط دو سیم پیچ پیچیده شده است: سیم پیچ تحریک (excitation) و سیم پیچ حسگر (sense). سیم پیچ تحریک با یک جریان AC با فرکانس بالا (معمولا چند کیلوهرتز) تغذیه می شود و هسته را به طور متناوب به اشباع می برد (سیراب سازی). هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی DC (میدان مورد اندازه گیری) وجود دارد، باعث عدم تقارن در منحنی اشباع می شود. این عدم تقارن باعث ایجاد هارمونیک های زوج (به ویژه هارمونیک دوم) در ولتاژ القایی سیم پیچ حسگر می شود. دامنه این هارمونیک دوم متناسب با شدت میدان خارجی است.
در طرح های پیشرفته تر، از یک حلقه فیدبک استفاده می شود. جریان فیدبک به یک سیم پیچ اضافی (سیم پیچ فیدبک) اعمال می شود تا میدان خارجی را خنثی کند (حالت صفر). جریان فیدبک مورد نیاز متناسب با میدان خارجی است و به عنوان سیگنال خروجی خطی و پایدار استفاده می شود. این روش خطی گی و محدوده اندازه گیری را بهبود می بخشد.
مزایا:
دقت و پایداری خوب.
اندازه گیری برداری (مؤلفه های X, Y, Z).
محدوده اندازه گیری وسیع (از چند pT تا چند mT).
مصرف توان نسبتا کم.
معایب:
پیچیدگی ساخت و هزینه بالاتر از سنسورهای هال.
پهنای باند محدود (تا چند صد هرتز).
اندازه نسبتا بزرگ.
\[ V_{sense}(2f) \propto B_{ext} \]کاربردها: قطب نماهای الکترونیکی در خودروها و کشتی ها، سیستم های ناوبری اینرسی، ماهواره ها (کنترل وضعیت)، نقشه برداری مغناطیسی زمین، تشخیص زیردریایی ها، و اکتشافات معدنی.
