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[국내논문] 피드백형 플럭스게이트 마그네토미터 제작
Construction of Feed-back Type Flux-gate Magnetometer 원문보기

韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society, v.22 no.2, 2012년, pp.45 - 48  

손대락 (한남대학교 물리학과)

초록
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Co계 비정질 리본인 Metglass$^{(R)}$2714A 코어를 사용하여, 자기장 측정 범위가 ${\pm}100\;{\mu}T$, 측정 주파수 범위가 dc~10 Hz인 3-축의 피드백형 플럭스게이트 마그네토미터를 제작하였다. 제작된 마그네토미터의 아날로그 출력의 전기잡음은 5 pT/$\sqrt{Hz}$ at 1 Hz 이었으며, Micro-controller와 24 bit ADC(Analog to Digital Converter)를 사용한 마그네토미터의 출력을 0.1 nT의 분해능으로 디지털로 출력 할 수 있게 하였다. 디지털 신호로 출력되는 마그네토미터의 선형도는 $1{\times}10^{-4}$ 이하였으며, 1시간 동안 영점 변화는 0.2 nT 이하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Feed-back type 3-axis flux-gate magnetometer using Co-based amorphous ribbon (Metglass$^{(R)}$2714A) was constructed in this work. Measuring range of magnetic field and frequency were ${\pm}100\;{\mu}T$ and dc~10 Hz respectively. For the interface to computer, microcontroller a...

주제어

#마그네토미터   #저자기장측정   #비정질코어   #플럭스게이트   #자기센서  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 플럭스게이트 마그네토미터 코어에 유도되는 기전력의 2차 고조파성분만을 증폭하고 저주파대역증폭기를 통과한 전압신호를 피드백을 시키는 방식의 플럭스게이트 마그네토미터를 제작하고 그 특성을 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수%정도되는 플럭스게이트 마그네토미터의 선형도를 개선할 수 있는 방법은 무엇인가? 플럭스게이트 마그네토미터에 사용되는 연자성 코어가 비선형의 자기특성을 가지고 있기 때문에 플럭스게이트 마그네토미터의 선형도가 일반적으로 수%정도이다. 이를 개선하는 방법으로 피드백의 원리를 사용하여 2차 코일에 피측정 자기장과 크기가 같고 방향이 반대인 자기장을 인가하여 실제적으로 플럭스게이트 마그네토 미터의 코어가 받는 피측정 자기장이 0이 되게 하는 방법이다. 이경우 선형도가 0.
플럭스게이트 마그네토미터의 선형도가 수%정도 되는 이유는 무엇인가? 플럭스게이트 마그네토미터의 원리는 코어에 교류자기장을 충분히 세게 인가하여 코어를 포화자화시킨 후, 측정하고자하는 외부자기장(피측정 자기장)이 코어에 인가될 경우 포화자화에 도달하는 시간이 비대칭으로 변화하게 되고, 이 시간 차이에 의한 자속의 변화를 이용하여 피측정 자기장을 측정하게 된다[2]. 플럭스게이트 마그네토미터에 사용되는 연자성 코어가 비선형의 자기특성을 가지고 있기 때문에 플럭스게이트 마그네토미터의 선형도가 일반적으로 수%정도이다. 이를 개선하는 방법으로 피드백의 원리를 사용하여 2차 코일에 피측정 자기장과 크기가 같고 방향이 반대인 자기장을 인가하여 실제적으로 플럭스게이트 마그네토 미터의 코어가 받는 피측정 자기장이 0이 되게 하는 방법이다.
플럭스게이트 마그네토미터의 원리는 무엇인가? 플럭스게이트 마그네토미터(flux-gate magnetometer)는 1930대에 개발되어 오늘날까지 사용되고 있는 저자기장 측정 장치 중 하나이다[1]. 플럭스게이트 마그네토미터의 원리는 코어에 교류자기장을 충분히 세게 인가하여 코어를 포화자화시킨 후, 측정하고자하는 외부자기장(피측정 자기장)이 코어에 인가될 경우 포화자화에 도달하는 시간이 비대칭으로 변화하게 되고, 이 시간 차이에 의한 자속의 변화를 이용하여 피측정 자기장을 측정하게 된다[2]. 플럭스게이트 마그네토미터에 사용되는 연자성 코어가 비선형의 자기특성을 가지고 있기 때문에 플럭스게이트 마그네토미터의 선형도가 일반적으로 수%정도이다.
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참고문헌 (3)

  1. W. Goepel, J. Hesse, and J. N. Zemel, Sensors Vol. 5 Magnetic Sensors, VCH, Weinheim (1989) pp. 154-203. 

  2. D. Son, J. Kor. Mag. Soc. 16, 182 (2006). 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Y.-J. Kim, D. Son, and D.-H. Son, J. Kor. Mag. Soc. 11, 134 (2001). 

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