گاوس متر
به روز رسانی شده در ۱۴۰۳/۹/۱۰ زمان مطالعه 10 دقیقه
گاوس متر ابزارهای علمی هستند که قدرت و/یا جهت میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کنند. به طور معمول، گاوس متر، یک میدان مغناطیسی یا چگالی شار را در واحدهای متریک گاوس (G) یا سیستم بین المللی (IS) واحد تسلا (T) اندازه گیری می کند.
مغناطیس‌سنج‌ها و گاوس‌مترها گاهی اوقات نام‌های قابل تعویضی هستند که ابزار میدان مغناطیسی مشابهی را که برای سنجش یا اندازه‌گیری میدان مغناطیسی استفاده می‌شود، توصیف می‌کنند. با این حال، این دو را می توان بر اساس سطح حساسیت آنها متمایز کرد. گام سنج ها دستگاه های اندازه گیری با استحکام بالا برای میدان های بالاتر از 1 میلی تسلا (mT) در نظر گرفته می شوند، در حالی که مغناطیس سنج ها برای کاربردهای با حساسیت بالا زیر 1 mT استفاده می شوند.
مغناطیس توضیح می دهد که چگونه، در سطح میکروسکوپی، مواد به یک میدان مغناطیسی اعمال شده پاسخ می دهند. این میدان های مغناطیسی مواد مغناطیسی را احاطه کرده و با نیرویی که بر سایر مواد مغناطیسی و بارهای الکتریکی متحرک وارد می کنند، شناسایی می شوند. انواع مغناطیس شامل فرومغناطیس، فری مغناطیس، ضد فرومغناطیس، پارامغناطیس و دیامغناطیس است.
از آنجایی که مغناطیس بر اساس مکان و با تفاوت در میدان مغناطیسی یا مغناطیس کره زمین متفاوت است، از گاوس متر برای ارائه اطلاعات جهت گیری، جهت یابی و همسطح سازی استفاده می شود. برای مثال، قطب‌نماها و گاوس‌مترهای ترکیبی در ماهواره‌ها و هواپیماهایی که ساختار محلی میدان مغناطیسی زمین را ترسیم می‌کنند، استفاده می‌شوند. نیروی دریایی از قطب نما و گاوس متر برای تشخیص زیردریایی های زیر آب استفاده می کند. نقشه‌برداران می‌توانند از این گاوس‌مترها برای تعیین مکان‌های مرزی مدفون در زمین یا پنهان شده توسط پوشش گیاهی استفاده کنند.
انتخاب
هنگام انتخاب گاوس متر، خریداران باید نوع خاص فناوری گاوس متر، شکل آن، خروجی ها و رابط های آن و مشخصات طراحی آن را در نظر بگیرند.
تکنولوژی
دو نوع اساسی از فناوری‌های گاوسمتر وجود دارد: اثر هال و دستگاه‌های مقاومت مغناطیسی. این دو فناوری با ترکیب روش‌های مختلف برای تشخیص و اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی، می‌توانند انواع مختلفی را شامل شوند که بر اساس ساختار متفاوت هستند.
دستگاه های هال افکت انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی را با ایجاد ولتاژی بین دو لبه هادی حامل جریان که وجهه های آن بر میدان مغناطیسی عمود هستند، به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند.
مگنتودیودها دستگاه‌های اثر هال دو ترمینالی شبیه دیود دوقطبی معمولی هستند. مشخصه ولتاژ-جریان یک مگنتودیود به میدان مغناطیسی حساس است.
ترانزیستورهای مغناطیسی از یک ترانزیستور دوقطبی تشکیل شده اند که بر روی سطح نیمه هادی اجرا می شود. آنها دستگاه های سه شاخه ای هستند که از یک ناحیه امیتر، یک ناحیه پایه دراز و یک منطقه جمع کننده تشکیل شده اند. وجود یک میدان مغناطیسی در ناحیه پایه یک ولتاژ اثر هال ایجاد می کند که یک پالس در خط انتقال تولید می کند.
ابزارهای مغناطیسی مقاومت الکتریکی را به عنوان تابعی از میدان مغناطیسی اعمال شده یا محیط اندازه گیری می کنند.
فرم
فرم می تواند عامل مهمی در انتخاب گاوسمتر باشد، زیرا تعیین می کند که یک دستگاه کجا می تواند کار کند. تعداد زیادی از Gaussmeter ها دستگاه های دستی هستند، به این معنی که قابل حمل هستند و می توانند برای کارهای صحرایی حمل یا حمل شوند. برخی از دستگاه های بزرگتر، ماژول های رومیزی یا مستقل برای استفاده در مکان ثابت هستند.
خروجی ها و رابط ها
خروجی‌ها و رابط‌ها تعیین می‌کنند که چگونه یک Gaussmeter اطلاعات را به سیستم یا کاربر منتقل می‌کند. خروجی ها شامل جریان آنالوگ، ولتاژ آنالوگ، فرکانس آنالوگ یا دیجیتال است. رابط ها شامل موازی، سریال، سوئیچ یا USB است.
مشخصات طراحی
گاوس مترها شامل مجموعه وسیعی از مشخصات طراحی هستند که می تواند برای یافتن دستگاهی مناسب برای یک کاربرد خاص مهم باشد.
دقت سنجش، دقت خواندنی را که برای دستگاه مورد نیاز است، مشخص می کند.
وضوح کوچکترین افزایش اندازه گیری ممکن با دستگاه است. وضوح بالاتر دستگاهی را نشان می دهد که می تواند خوانش های حساس تری داشته باشد یا می تواند در مقیاس کوچکتر اندازه گیری کند.
پهنای باند محدوده فرکانسی است که دستگاه با مشخصات دقت خود مطابقت دارد. دقت در فرکانس‌های پایین‌تر و پایین‌تر کاهش می‌یابد، مگر اینکه دستگاه قادر به پاسخ dc باشد، و در فرکانس‌های بالاتر نزدیک به تشدید و فراتر از آن، جایی که پاسخ خروجی آن خاموش می‌شود. فرکانس های موجود در پایگاه داده معمولاً فرکانس های roll-off 3dB هستند.
اندازه‌گیری چگالی شار محدوده‌ای است که حسگر یا ابزار برای اندازه‌گیری از طریق آن طراحی می‌شود، که اغلب مربوط به ناحیه خروجی خطی فناوری سنجش است. چگالی شار مغناطیسی به عنوان میدان مغناطیسی نیز شناخته می شود. این در واحدهای گاوس یا تسلا (1 T = 1000 G) اندازه گیری می شود.
دمای عملیاتی محدوده دمایی که دستگاه باید در آن کار کند را نشان می دهد.
منبع