[Слесарь 9]

Здравствуйте!

Помогите с выбором конструкции феррозонда?

 

Суть в следующем: на двух сердечниках намотаны две катушки и включены последовательно(первички), работают "навстречу". Если на первички подать переменное напряжение, то сердечники будут намагничиваться с одинаковым направлением магнитного поля. Поверх двух первичек наматывается еще одна катушка(вторичка), для съема магнитной индукции.

Рисунок справа.

 

 

В идеальном случае на вторичке не будет наводиться напряжение, так как переменное магнитное поле одного и другого сердечника друг друга противодействуют. Напряжение во вторичке наведется если рядом с феррозондом будет присутствовать сторонее постоянное магнитное поле. Постоянное магнитное поле окажет смещение магнитного поля наводимого первичками и во вторичке появится потенциал переменного напряжения пропорциональный прилагаемому постоянному магнитному полю, причем, удвоенной частоты.

 

Вопрос:

Для конструкции феррозонда принято использовать ферритовые сердечники и работать на частотах около 4 кГц. В данном случае меня это несколько не устраивает.

Я собираюсь оцифровывать сигнал феррозонда с помощью 24-битного дельта-сигма АЦП без выпрямления наводимого в катушке вторичке напряжения, то есть, делать АЦ преобразование сигнала на пиках положительного и отрицательного полупериодов. АЦП хорошо работает при смене полярности входного сигнала с частотой 200 Гц, по этому мне сложно представляется возможным использование ферритовых сердечников для изготовления феррозондов. Первичные катушки придется питать частотой 100 Гц, а снимать частоту 200 Гц.

 

Подскажите, как выбрать сердечники для этой задачи?

Имеет ли значение использовать трансформаторную сталь или феррит? Повлияет ли это на чувствительность магнитного поля?

Имеет ли значение частота питающего напряжения для чувствительности к магнитному полю, если индуктивность катушек расчитана правильно для тех или иных частот?

[alexvu 5]

Если надо измерить постоянное поле, то чем не подходит обычный датчик Холла?

 

Мне кажется, что такая балансная конструкция феррозонда будет иметь плохую стабильность, хотя бы из-за температурных расширений материалов. А уж про 24 бита и мечтать нечего.

[Слесарь 9]

Если надо измерить постоянное поле, то чем не подходит обычный датчик Холла?

 

Мне кажется, что такая балансная конструкция феррозонда будет иметь плохую стабильность, хотя бы из-за температурных расширений материалов. А уж про 24 бита и мечтать нечего.

А разве датчики Холла обеспечат чувствительность подобную как у феррозондов 0,1 нТл ?

 

Там особая стабильность не требуется, это для поиска аномалий, перед каждым использованием будет производиться калибровка.

 

Сейчас смотрел документ на обычный датчик Холла, там сказано о 10 мТл.

[Tanya 4]

А разве датчики Холла обеспечат чувствительность подобную как у феррозондов 0,1 нТл ?

Я же ж уже Вам советовала сделать ЯМР-гауссметр. Все уши прожужжала.

Точнее Вы не сделаете.

[Слесарь 9]

А чем плох обсуждаемый в теме метод феррозонда?

[_pv 52]

Я же ж уже Вам советовала сделать ЯМР-гауссметр. Все уши прожужжала.

Точнее Вы не сделаете.

точнее - нет, но, наверное,нужна не точность, а маленькие поля, тут ямр не справится.

40МГц/Тл (для воды) не позволит нормально измерять поля меньше 0.1 .. 1 мТ.

 

на картинке правда немного врут (недоговаривают): холлами можно и 10ppm на 1Т вытащить если очень захотеть, да и просто индукционными методами можно точнее чем 1мкТ с 1% измерить.

 

а что измеряем, если не секрет?

если поля не постоянные может легче будет просто индукцию с катушки измерять, намотать побольше, да еще железякой какой поля скоцентрировать.

 

[Слесарь 9]

а что измеряем, если не секрет?

если поля не постоянные может легче будет просто индукцию с катушки измерять, намотать побольше, да еще железякой какой поля скоцентрировать.

Отклонения магнитного поля Земли. Желательно детализовывать с шагом 0,1 nT

[tAmega 0]

Извинте за офтоп, но у Слесаря, что ни день новый прожект. Месяца два назад он строил себе футуристичный дом в форме жестяной банки, месяц назад по по моему кремний выращивал, неделю назад вакуумные приборы, теперь новый глобальный проект, "отклонение поля земли".

Не, я понимаю что все проходят через кризис. Но скромность и порядочность где? Зачем своих тараканов вываливать на форум на головы людям? Есть проблемы, занимайся спортом, пей валерьянку, бухай, ну не знаю решай проблему. Просто писец какой то.

[Слесарь 9]

Извинте за офтоп, но у Слесаря, что ни день новый прожект.

Это все смежные проекты. На дом надо заработывать, сейчас самое быстрое за что готовы платить нормально это земельные работы, тем более материалы на дом и заказ на земельные исследование в руках практически одного человека.

[_pv 52]

Подскажите, как выбрать сердечники для этой задачи?

Имеет ли значение использовать трансформаторную сталь или феррит? Повлияет ли это на чувствительность магнитного поля?

Имеет ли значение частота питающего напряжения для чувствительности к магнитному полю, если индуктивность катушек расчитана правильно для тех или иных частот?

сердечник с максимальной проницаемостью / минимальным насыщением.

сердечнику думаю абсолютно всё равно 200гЦ или 2кГц.

на низкой частоте придётся долго измерять и 1/f шумы могут начнать пакостить.

а на высокой частоте у медленных сигма-дельта АЦП шумы немного растут.

плотность шума (вертикальная шкала: в попугаях) в зависимости от частоты, приведённая к выходу (чтобы графики по вертикали не сильно расползались) для разных Ку, АЦП ad7190.

 

Отклонения магнитного поля Земли. Желательно детализовывать с шагом 0,1 nT

если намотать катушку с общей площадью под 100 кв. м. это, например, 10000 витков на диаметре 10см. (всего-то 3км провода:) ).

тонким проводом 0.1, например, чтобы не сильно большое сопротивление было. то при изменении поля на 0.1нТ на ней наведётся напряжение с интегралом 10нВ*сек - вполне измеряемая величина, особенно если изменения не сильно медленные.

это на воздухе, если внутрь поместить сердечник с хорошей проницаемостью, плюс который будет торчать наружу и дополнительно концентрировать поля всё будет заметно лучше.

измеряется правда производная поля по времени которую еще интегировать придётся, а не абсолютное значение, но если надо поймать именно изменения, то пойдёт.

[Слесарь 9]

если намотать катушку с общей площадью под 100 кв. м. это, например, 10000 витков на диаметре 10см. (всего-то 3км провода:) ).

тонким проводом 0.1, например, чтобы не сильно большое сопротивление было. то при изменении поля на 0.1нТ на ней наведётся напряжение с интегралом 10нВ*сек - вполне измеряемая величина, особенно если изменения не сильно медленные.

это на воздухе, если внутрь поместить сердечник с хорошей проницаемостью, плюс который будет торчать наружу и дополнительно концентрировать поля всё будет заметно лучше.

измеряется правда производная поля по времени которую еще интегировать придётся, а не абсолютное значение, но если надо поймать именно изменения, то пойдёт.

Понятно спасибо!

 

Я предполагаю сделать два феррозонда и разнести их на некоторое расстояние по вертикали, например на 0,5 метра. Оцифровывать разницу сигналов с обоих феррозондов. Ферромагнитные предметы вызывают отклонение линий магнитного поля и соответственно ЭДС обоих феррозондов будет отличатся, далее дело программного обеспечения в детализации этих отклонений. Конечно же придется еще подумать о регистрации перемещений на местносити.

 

сердечник с максимальной проницаемостью / минимальным насыщением.

Можно ли применить обычное трансформаторное железо?

Как понимаю стоит оценить характеристики различных марок "железа", не брать первые попашиеся?

 

Я почему спрашиваю, для феррита изготовить четыре одинаковых катушки для частоты 100 Гц будет как-бы сложновато из-за большого числа витков.

[MaslovVG 0]

Удалено

 

[Alexashka 0]

измеряется правда производная поля по времени которую еще интегировать придётся, а не абсолютное значение, но если надо поймать именно изменения, то пойдёт.

Неа, не пойдет :rolleyes: Слесарю ходить придется с этой "рамкой", и даже малейшие отклонения ее по курсу (да и по тангажу) и как следствие изменение проекции МПЗ будут давать "бешенные" в рамках измеряемых величин поля значения ЭДС. Тут нужен датчик измеряющий абсоютное значение напряженности поля, а вот это уже супер-задача имхо.

[_pv 52]

Неа, не пойдет :rolleyes: Слесарю ходить придется с этой "рамкой", и даже малейшие отклонения ее по курсу (да и по тангажу) и как следствие изменение проекции МПЗ будут давать "бешенные" в рамках измеряемых величин поля значения ЭДС. Тут нужен датчик измеряющий абсоютное значение напряженности поля, а вот это уже супер-задача имхо.

с одним феррозондом будет та же самая проблема, и решается она точно так же, рядом ставится второй датчик/катушка так же сориентированный и смотрится разность.

 

[vvs157 0]

Отклонения магнитного поля Земли. Желательно детализовывать с шагом 0,1 nT

А как Вы собираетесь отличать магнитное поле Земли от поля стоящего поблизости автомобиля итп? Вы же хотите измерять не изменение в течении которкого промежутка времени этого поля, а именно иметь 10^-10 Т разрешение на фоне 3.10^-5 Т.