Stefan mayer FLC-100

Stefan mayer FLC-100

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Stefan mayer FLC-100


磁场传感器 FLC100 是一种微型磁通门磁力计,具有高分辨率,用于测量高达 100 μT 的弱磁场。

该传感器可用于传统磁场传感器(霍尔或 MR 传感器)的灵敏度和稳定性太低的任何应用,例如用于测量地球磁场(用于导航)或如果应在更大范围内检测含铁物体距离。


概述

2014 年 12 月,BGS 和兰卡斯特大学获得了STFC 公共参与赠款,用于为英国各地的中学建造和部署 10 个 Raspberry Pi 磁力计。

我们目前正在构建磁场传感器。这些将添加到兰开斯特大学建立的AuroraWatch现有的学校变量计网络中(图 1)。

其目的是鼓励 14-18 岁的学生研究如何使用传感器收集地球物理数据并将其整合在一起,以更广泛地了解物理现象。

第二个目标是提供有关磁场空间变化的有用数据,用于分析地磁暴,以及来自BGS 天文台和SAMNET 变率计网络的数据。


三轴树莓派磁力计

该系统使用Raspberry Pi 计算机作为记录和数据传输设备,连接到一组微型磁通门磁力计。

该系统在每个分量方向(北、东和下)具有大约 1 纳特斯拉 (nT) 的标称灵敏度。

这比目前的科学级仪器的灵敏度低约 20 倍,但鉴于其成本相对较低,每台约 250 英镑,这是一个极好的性价比(即您并没有真正提高灵敏度花更多的钱)。

Stefan Mayer Instruments 的三个 FLC100 磁力计正交(北、东和下)安装到有机玻璃块中,并连接到公共电源和接地(图 2)。FLC100 磁力计输出与磁场强度成正比的电压。

输出电压由连接到 Raspberry Pi 计算机的AB Electronics 17 位数字转换器进行数字化(图 3)。

用Python编写的软件用于读取和记录每个组件的磁场值以及日期和时间。

该系统还包括一个用于测量环境温度的热电偶和一个用于显示设备已通电的 LED


与科学天文台数据的比较

2014 年 9 月期间,我们记录了由爱丁堡 BGS 办公室的 Raspberry Pi 磁力计测量的水平变化。这些测量结果与位于爱丁堡以南约 70 公里的Eskdalemuir 天文台的科学仪器的数据进行了比较。

Raspberry Pi 检测到了几种地磁现象,例如风暴、脉动和太阳安静的变化。它对局部(人为)干扰也很敏感。

两个传感器之间的直接比较出人意料地好(图 4),这让我们相信该系统对科学调查真的很有用。


灵敏度和噪音测试

接下来,我们对 Raspberry Pi 磁力计与 Eskdalemuir 天文台数据进行了更详细的比较。这涉及噪声测试以及与 BGS 科学仪器的进一步直接比较。

2015 年 1 月,我们去了 Eskdalemuir 的非磁性实验室(现实中的一个美化的木棚)。为了测试整个系统本身的性能,传感器块被放置在一个mu-chamber(图 5和图 6)中,这将背景磁场降低到 10 nT 左右并抑制短周期变化——所以它有点像人声录音棚中的展台——“屏蔽”任何外部信号。

来自磁力计的数据以 2 秒的节奏记录数小时。残差(去除背景平均值后)显示近似高斯分布,标准偏差小于 0.8 nT(图 7)。同样,这意味着系统在我们设定的标称要求 (< 1 nT) 内表现良好。

Raspberry Pi 被留在非磁性实验室的 Eskdalemuir 录音几天。2015 年 1 月 21 日的水平组件如图 8所示。Raspberry Pi 系统和 BGS 科学仪器记录的数据之间的残差(即差异)小且周期长——可能与全天的温度变化有关。由于系统现在正在测量整个场(而不仅仅是内部“噪声”),残差的均方根 (RMS) 值更大,约为 1.5 nT。


有点升级

4 月,我们将数字化仪从 16 位升级到 17 位版本,并使用更新的 Raspberry Pi B+ 系统在爱丁堡的 BGS 办公室记录数据。

该仪器不受温度控制,因此会对空气的冷却和变暖做出反应,尤其是在下午太阳从西边的窗户照射进来的时候。

较新的 Raspberry Pi 也更安静。以前,我们观察到数据中的规律性尖峰 - 由于当 Pi 进入某种系统刷新周期时电压下降约 0.5 V。

Raspberry Pi (B+) 和 digisiter 的新模型将残差的差异降低到 0.7 nT 左右,这是一个很好的整体改进。


microsonic MIC+35/D/TC NR.22200

microsonic zws-15/BE/MAN1.2B

Walther-Werke Ferdinand Walther GmbH AE160406

hydac 1263017; 0660 R 010 BN4HC

Phoenix Nr.2799487

Phoenix Nr.2961312

Phoenix Nr.2859547

Phoenix Nr.2799885

Phoenix Nr.1656725

Phoenix Nr.2982100

CARLO GAVAZZI UA18CAD22PPTI (Substitute:UA18CLD15P0)

Mankenberg GmbH EB1.32 3/4* 16 -2FV,Art.-Nr.:7146000T-F

Mankenberg GmbH NR10Z 3/4* 16TX 0,7 -2FV,Art.-Nr.:70951216

SCODA X-RE-301

ATOS E-MI-AC-01F 20/2

ATOS DHZO-TE-071-L5

SCODA X-RE-301

ATOS E-MI-AC-01F 20/2

ATOS DHZO-TE-071-L5

DOLD GB9024 20A AC50/60HZ 400V 15S Nr.0048263

KUEBLER 8.7030.1442.1024

HBM 1-C9B/10KN

MP FILTRI D SF504M250

MP Filtri SF503M250W

FLUTEC 512915,WSM06020W-01M-C-N-0,3055305

FLUTEC 512915,ZAB06020-01xBAUGR.OHNE VENTIL,395254

FLUTEC 512915,COIL 24DG-40-1836,3000249

ICOMatic Sensortechnik GmbH I-O12/G16T-02-PSKL-S1-75mm

finder 94.04

finder 99.02.9.024.99

finder 95.05

finder 55.34.9.024.0040

finder 86.30.0.024.0000

finder 40.52.9.024.0000

Hawe CMV1C

Hawe CMV3C

motrona GV210

Turck Bi20R-Q14-AP6X2-H1141 Nr.1407300

Turck PS250R-301-LI2UPN8X-H1141 Nr:6833309

Turck Bi6R-Q14-AP6X2-H1141 Nr.1407000

Vibra VIBRA DV-A4/40

Honsberg HD1KO-025GK060A

TEKAWE GmbH SCS 250 CCM

heidenhain AK ERA 180 18000 03S12-03 .. 1,00 01;ID NR.331589-58

heidenhain ROD 486 3600 27S12-03 R 0,00 .. 73A01C 64 0;ID NR.376886-0F

heidenhain AELS 186C 20,000 RN 52S12;ID NR.658492-01

sira siraflex kg.2-3,5

heidenhain LC 183 440 5,0 EnDat02 100 D I 0MS14.. ~1Vss7;IDNr.557660-03

heidenhain Adapterkabel 0TB014 4LS012 05 0,2 ID.Nr.607720-N2

GUTEKUNST D-142AD

Turck B71121-0/21 NR.6932219

DEMKE 154-24

heidenhain LC 181 440 3,0 EnDat01 100 D I;ID.Nr.341240-26

motrona GV480

OMG 551212

OMG 551192

Turck BI2-CRS260-AP4X2-H1141/S34 NR:4570890

Turck BI2-CRS343-AP4X2-H1141/S34 NR:4571800

Turck BI2-CRS260-AP4X2-H1141/S34 NR:4570890

Turck BI2-CRS343-AP4X2-H1141/S34 NR:4571800

KSR Kuebler BGU-E-1 PVC

coax spb-h15

Knoll TF50-40/40488

hydac 0160 D 020 BN4HC

pbq pbq 5.2-12

Murr 23040

Murr 23118

Murr 7000-12401-2330500

Murr 7000-41141-0000000

Murr 23050

Murr 3124021

hydac 0110 D 003 BH4HC

balluff Artikel-Nr: BCS0010

balluff Artikel-Nr: BAE009E

IFM PN3003

IFM TN2531

zimmer MKS2501AJC/59617

KIRCHNER+TOCHTER GKLA-000007;08603-001-10

Murrelektronik GmbH Nr:9000-41034-0401000

Knick analytics SE101

hydac 0330 D 003 V

OSBORN 9906022081

OSBORN 9906022081

OSBORN 9906022081

OSBORN 9906022081

FSG PW70d AN:1700Z04-065.117

FSG PW70dA AN:1708Z03-065.011

SenoTec R6M8-8/17

SenoTec CLC 28-L15

SCHROFF 13190055

SCHROFF 13190055

SCHROFF 13190055

SCHROFF 13190055

Mankenberg GmbH DA1.10 G3/4,PN16

microsonic ZWS-15/CD/QS NR.18001

Turck BI15-CK40-AP6X2-H1141 w/BS5 Nr.1625020

hydac ENS3118-5-0250-000-K

suco 0166410031039, set point: 15 bar

suco 1-1-66-621-003

suco 0163410031039, set point: 15 bar

Fibro 202.21.020.100.10

Fibro 206.71.030.120

Fibro 202.21.030.355.10

Fibro 206.71.040.045

SCHUNK 0301032 MMS 22-S-M8-PNP

HMS 021670-B

Hoentzsch UFA/4-20mA/24VDC/LDG16

Hoentzsch Art Nr:A010/100

Hoentzsch ZS30/30-550GE-md3T/350/p6/ ZG4

Hoentzsch Art Nr:A010/051

Turck BI5U-G18-ADZ30X2-B3331 s-nr: 4281213

Turck BI10U-G30-ADZ30X2-B3131 S-nr:4281613

DEMA 26087084

ABB E259 R20-24LC 16A 250v

Hoentzsch UFA/4-20mA/24VDC/LDG16

Hoentzsch ZS30/30-550GE-md3T/350/p6/ ZG4

Hoentzsch Art Nr:A010/052

parker 270L223A

Lismar P9915A

Turck BL67-PG-EN No.6827241

Turck BL67-8DI-P No.6827170

B&R Industrie-Elektronik GmbH 8V1045.00-2

B&R Industrie-Elektronik GmbH 8V1090.00-2

Hydropa DS307V2-150B,Nr:30715002

Rexroth A4VSO125MA/30R-PPB13N00

Rexroth certificate of origin(rexroth)

Euchner 16849

schneirder TCSESM063F2CU1

FEAS 58126 PSLC243

FEAS 58026 PSLC121

FEAS 58025 PSLC241

ACLA-Werke NR.140861.11

Elotech AG AZ 320-20GR-30-QLK

METAL WORK W0970513004

METAL WORK 5.43212E+11

sitron SI-LGR 0.1-6-81-PH-K1.5J

sitron SI-LGT 0.1-6-81-K1.5J-P

PMA Prozess- und Maschinen-Automation GmbH KS42-100-0000E-000

balluff BES M08MI-NSC20B-BV03

Balluff GmbH BAW M18MG-UAC80F-S04G

heidenhain ERN 430 1000 ID-NO.385430-06

Airindex MGB05A;1003062263

SERVOMECH SJ10 MOD.A RN1 C550 VERS.2 D FP,11.1005.4682

SIEMENS 7KG6106-2AN24-0B

FRONIUS Deutschland GmbH 42.0001.5732

FRONIUS Deutschland GmbH 43.0004.2692

SIEMENS 6DD1610-0AH0

SIEMENS 6DD2920-0AR5

PMA Prozess- und Maschinen-Automation GmbH KS94 9407-924-05001

RONI NE-FP-12-1-380-195

Honsberg MR-015GM010-SR

Honsberg MR-020GM010-SR

Turck BL67-16DO-0.1A-P Nr.6827221

Turck SDPB-0404D-0003 Nr. 6824114

Turck SDPB-0800D-0007 Nr. 6824058

Turck LI100P0-Q25LM0-LIU5X3-H1151 Nr.1590001

Turck P3-LI-Q25L Nr. 6901044

Turck M1-Q25L Nr. 6901045

Turck BL67-16DO-0.1A-P Nr.6827221

Turck SDPB-0404D-0003 Nr. 6824114

Turck SDPB-0800D-0007 Nr. 6824058

Turck LI100P0-Q25LM0-LIU5X3-H1151 Nr.1590001

Turck P3-LI-Q25L Nr. 6901044

Turck M1-Q25L Nr. 6901045

Murr 7000-10021-2261000

Murr 7000-10021-2261000

Murr 7000-18085-4161000

Murr 7000-18085-4161000

Murr 7000-18085-4161000

Murr Nr:4000-68000-1440000

Murr 7000-18021-2362500

Murr Nr:4000-68000-1440000

Murr 7000-18021-2362500

Murr 26720

Murr 7000-18021-2362500

Murr 52050

Murr 7000-18141-2281000

Murr 52050

Murr 7000-18085-4161000

Murrelektronik GmbH 6652000

Murr 7000-18085-4161000

Murrelektronik GmbH 7000-14041-0000000

Murr 7000-18085-4161000

Murrelektronik GmbH 7000-14041-0000000

Murr 7000-18021-2362500

Murr 7000-41161-0000000

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Murr 7000-12421-2340500

Murr 7000-18021-2362500

Murr 7000-12421-2340500

Murr 7000-40721-6230100

Murrelektronik GmbH 7000-29001-0000000

Murr 7000-40721-6230100

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Murr 7000-40801-6230100

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Murr 67900

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Murr 67900

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Murrelektronik GmbH 337552

Murr 4000-69000-1000000

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Murr 51100

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Murr 7000-18085-4161000

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Murr Nr:4000-68000-1440000

Murr 7000-18021-2362500

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Murr 7000-18021-2362500

Murr 26720

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Murrelektronik GmbH 6652000

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Murr 7000-18085-4161000

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