Fluxgate Impedance Analyzer for Sensitivity and Noise Properties
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Beschreibung
Der Fluxgate-Sensor ist als präziser, rauscharmer, zuverlässiger Magnetfeldsensor bekannt, und wird seit Jahrzehnten entwickelt. Der Sensor wurde in Messsystemen verwendet, die eine hohe Präzision bei Magnetfeldmessungen erfordern, beispielsweise bei Satellitensystemen, bei der Navigation und bei der geologischen Erkundung. Obwohl für das Fluxgate viele Konkurrenten wie Hall-, GMR- und AMR-Sensoren vorhanden sind, wird die Entwicklung an Fluxgates für eine bessere Performance weiter geführt. Es gibt noch viele mögliche Entwicklungen an Fluxgate-Sensoren, um sie besser zu machen als die, die heutzutage kommerziell erhältlich sind. Das wichtigste und größte Potenzial ist die Verbesserung der Empfindlichkeits- und Rauscheigenschaften. Viele Anstrengungen wurden unternommen, um dies zu erreichen, wie eine Bearbeitung des Kernmaterials, ein Abstimmen der Spulen, ein neues Modell der Ausgangsspannung, die die Kernpermeabilität oder Spuleninduktivität beinhaltet, und die Optimierung der Elektroniksignalverarbeitung. Das neue Modell soll die gute Permeabilität, Induktivität oder andere Parameter für die beste Empfindlichkeit und Rauschleistung durch die Gestaltung der Geometrie enthalten.
Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung eines neuartigen Fluxgate-Analysators zur Fluxgate-Sensorcharakterisierung. Dieser wird zur Modellierung des Fluxgate-Sensorausgangs verwendet, um die Parameter zu untersuchen, die den Fluxgate-Sensorausgang beeinflussen. Die Charakterisierung basiert auf der Impedanz von Fluxgate-Sensorspulen, die als Fluxgate-Sensorkern hochpermeables Material enthalten. Die Nichtlinearität der Kernpermeabilität wird zum entscheidenden und wichtigen Thema beim Entwurf des Impedanzanalysators. Das Gerät wurde so entwickelt, dass es den Eigenschaften des Fluxgate-Sensors entspricht, der eine niedrige Impedanz und eine hohe Kernpermeabilität aufweist. Aus diesem Grund wurde der Fluxgate-Analysator mit einer niedrigen Ausgangsimpedanz entworfen und kann einen sehr niedrigen Strom für die Fluxgate-Impedanzmessung bereitstellen. Ein Modell aus der Impedanzmessung wird verwendet, um die Fluxgate-Ausgangsempfindlichkeit zu berechnen und vorherzusagen. Zusammen mit anderen physikalischen Parametern wie Wicklungszahlen und -länge wird das Modell verwendet, um eine Gleichung zur Berechnung der Fluxgate-Ausgangsspannung und -empfindlichkeit zu erstellen.
Autor*in
Rahmondia Nanda Setiadi
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