异常地磁场波动

shichen717 · 发表于 2012-9-25 18:01:03

近来做0.01G分辨率的高斯计，测试时发现有读数规律波动，峰峰值0.06G，但持续时间不长，只有30分钟左右。
由于高斯计读数一贯稳定，便四处寻找周围可能的低转速磁场源，几天来均未找到。
今天下午4点开始，异常磁场波动复现，持续时间30分钟，磁场近似南北方向。
左思右想，不远处正在修地铁，是否为盾构机刀盘旋转偏转横向地磁磁力线所致，但实际无法感到挖掘造成的振动。
盾构机刀盘转速低于1round/s，可能深度20米左右，影响地磁场+/-0.03G还算合理。
不过地铁早已贯通，年底试运行，不知盾构机还在挖什么。传闻此处接近两条线的换乘，有可能还在挖车库？
有经验的兄弟帮助解释。

附下图，采集时间600s，采样间隔0.5s。由于波动值与分辨率可比，因此波形有明显量化阶梯。

zrsst · 发表于 2012-9-25 18:16:05

楼主是用霍尔测磁场还磁通门？不过要是地铁实验通车的话应该影响还是很大的。

美联科技 · 发表于 2012-9-25 18:34:31

会不会楼主测到了“世界末日”的征兆啊？[s:28] [s:28]

shichen717 · 发表于 2012-9-25 19:40:30

霍尔效应测磁场。

0.01G分辨率对霍尔效应还算高，但对磁通门过差。不过磁通门很贵，而且测量范围很小。霍尔效应高斯计相对便宜，而且量程很宽。

长风 · 发表于 2012-9-25 19:44:08

楼主把议器型号和照片发来让我看看行不?谢谢了.

一杯清茶 · 发表于 2012-9-25 19:57:41

地磁场异常波动就是要地震了

lylmy · 发表于 2012-9-25 20:05:50

有兴趣，楼主能介绍下如何做灵敏高斯计么

一无所有 · 发表于 2012-9-25 21:42:20

传闻下半年有较大规模地震

qinchang · 发表于 2012-9-25 21:43:43

我用过霍尔器件做磁场探头，灵敏度很高。电线中通50毫安电流，5厘米外都能检测到的。做电子指南针用的什么巨磁阻、巨磁阻抗传感器，实际上灵敏度都不高。

shichen717 · 发表于 2012-9-25 23:10:16

F1207，是个旧型号增加温度补偿的改型，网上有图片。改型还没有完成，所以介绍还没有更新。

GaAs霍尔元件噪声比较大，有效灵敏度不太高。InSb有效灵敏度高，但温度系数巨大不太好用。
GMR灵敏度很高，但要直流偏磁，而且很容易过磁化饱和，需要退磁，实际做成仪器的很少，而且温漂也不小。

ahhui · 发表于 2012-9-26 08:51:25

不懂这个，不过很感兴趣。因为短波传播和地磁活动也有关系。楼主能介绍一下你做的高斯计吗？并推荐些资料看看吗？

feeldeepsky · 发表于 2012-9-26 19:29:11

有意思，手机的重力传感器算不算灵呢

shichen717 · 发表于 2012-9-27 12:02:24

重力传感器是MEMS传感器，不太一样。

ahhui · 发表于 2012-9-27 22:00:17

再次请教一下，楼主用的是成品的F1207高斯计，还是自己DIY的呢？如果是自己DIY的能否提供一些资料，我也想做一台。谢谢。

shichen717 · 发表于 2012-9-27 22:26:14

F1207是公司的产品，是专为实验室低场测量设计的产品，算是我DIY的。

这种专用仪器自己做比较困难，标准器很贵，想做好要自制很多测试设备。

如果要求一般，直接买有源霍尔元件是一种简单的方法，有源霍尔元件很便宜。有很多diy直接用一块手持万用表，一个5V电源和一片有源霍尔元件连上线，根据元件手册的指标大致在不校准的情况下在3000G以内做到5%准确度，分辨率1G，指标与市场上的低档高斯计没有太大区别，简单的定性测量基本够用。高分辨率和高测量范围要面对很多问题，例如线性度、噪声和几百ppm的温度系数，有源霍尔元件过于简单，不容易做的太好。

ahhui · 发表于 2012-9-28 08:23:26

shichen717:F1207是公司的产品，是专为实验室低场测量设计的产品，算是我DIY的。

这种专用仪器自己做比较困难，标准器很贵，想做好要自制很多测试设备。

如果要求一般，直接买有源霍尔元件是一种简单的方法，有源霍尔元件很便宜。有很多diy直接用一块手持万用表，一个5V电源和一片有源霍尔 .. (2012-09-27 22:26) 

多谢指教。

ahhui · 发表于 2012-9-28 14:30:12

如果我有一个足够好的电压源，一个足够好的6或7位半表，这样的话直接用比较好的霍尔元件是不是也可以达到1G以下的分辨率？而噪声，温漂和线性这些指标只决定于传感器，不再决定于仪器了？

老兄能推荐个高灵敏度的霍尔传感器吗？

shichen717 · 发表于 2012-9-28 18:17:37

霍尔元件的分辨率与电压表的分辨率无关，取决于霍尔元件内部Hall Plate自身的噪声，因此0.1G的分辨率一定可以在电压表上看到，但不一定稳定，或者有效分辨率不一定能达到0.1G，事实上我很少用成品的霍尔元件，并不确定灵敏度是否可以超越1G。

高灵敏度的霍尔元件一般测量范围比较窄，1000G左右，所谓高灵敏度一般指1G。这些元件一般用在工业位移、角度控制，面对的是表面磁场1000G的硬磁，1G已经可以提供足够的测量分辨率。

用AD22151可能是最简单最经济的选择，国内能买到。灵敏度0.4mV/G，还有简单的温度补偿功能（很多时候非常重要）。22151内部是Si Hall Plate，5000G之内的线性度很好，SO8封装，可以连同外接电阻一起焊在用电路板做的探头尖端。看手册分辨率1G左右。

不能期望简单的硅霍尔集成电路达到高分辨率，能测到0.1G的成品高斯计价格不会低于2000元，在国内没有几家做得到，内部的信号调理电路比霍尔集成电路自身贵得多。

ahhui · 发表于 2012-9-29 08:57:44

再次感谢详细的介绍。我昨天查了一些资料，地磁的变化一般情况是几十nT范围（<1mG）。但看到国外用一些几十uT的传感器做也能显示出来变动情况。那种传感器直接是PWM输出的比较方便，业余条件下玩玩足够了，不要求定量测量。而且还可以根据NGDC（美国国家地球物理数据中心）网站的数据自行做校准——将自己的测量数据绘成曲线图，找一段相同的数据和NOAA的做比较幅度，因为后者是已知数值，所以就可以校准自己的传感器了。

你推荐的这个AD22151我看了挺不错，价格也很好，但灵敏度稍微低了一些。我再找找看有没有更高灵敏度一些的传感器，好像霍尼韦尔的比较多。

shichen717 · 发表于 2012-10-18 19:00:34

调试过程中发现工频50Hz频率有游动，大致在49.96—50.04Hz范围内。这对读数居然也有0.01G的影响，换算为传感器电压约为230nV。

AD用的晶振很稳定，而且是准确的50Hz倍频。工频频率游动后，AD在准确的20ms内可能面对的工频干扰信号周期并非20ms或10ms（100Hz纹波），读数的变化大致以工频与50Hz之间的差频变化。

当工频稳定（不一定是刚好50Hz）时，读数变化停止。当然工频恰为50Hz时最稳定。读数变化一般出现在工频频率快速变化时。我用工频倍频可控硅干扰源做实验，通过示波器上干扰信号相对晶振分频50Hz信号的游动几乎可以预测读数的变化趋势。

很多AD，尤其是使用内部振荡器的AD，其数字滤波器在工频附近的陷波频率只是大致50Hz，甚至还有47Hz，使用这样的AD放大并采集微弱信号时一定小心。

bbbears · 发表于 2012-10-25 10:49:52

学习一下，之前做过很多激光测距的实验，测量距离一般在200米内，精度在2mm左右。这是目前使用范围最广的激光测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积，不知道地磁场波动对激光测距有没有影响，还需要继续学习。

shichen717 · 发表于 2012-11-16 14:20:34

这是上周六晚间至本周一凌晨的记录结果，可看到明显的时间段，换班时间也算合理。只是干扰幅度已有明显减弱，可能施工地点已经远离。
记录结果证明并非高斯计自身的问题，而是确有干扰，这一问题已困扰我一月有余。

之后几天的记录均无扰动，波形为高度为0.01G的直线，难道只在周末密集施工？
可否请土建高手解释红色和蓝色的波形。

longquan · 发表于 2016-2-23 16:05:23

地磁有用专门的东西测量有用水做的传感器

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