Αναπτυξη Και Βαθμονομηση Αισθητηρα Fluxgate Με Χρηση Ηλεκτρολυτικων Υμενιων Σιδηρου-νικελιου Ως Πυρηνες

Abstract

Σκοπός της διπλωματικής αυτής εργασίας αποτελεί η υλοποίηση και βαθμονόμηση μίας στοιχειώδους διάταξης αισθητήρα fluxgate, καθώς και η ανάπτυξη και χαρακτηρισμός ηλεκτρολυτικών φιλμ σιδήρου-νικελίου, κατάλληλων για χρήση ώς πυρήνες του αισθητήρα. Η δομή του αισθητήρα βασίζεται στα fluxgates παράλληλου τύπου και η αρχή λειτουργίας του παραπέμπει στα αντίστοιχα μαγνητόμετρα Θέσης - Παλμού. Τα υμένια σιδήρου - νικελίου παρασκευάστηκαν με την ιδιαίτερα δημοφιλή και ευέλικτη τεχνική της ηλεκτροεναπόθεσης, πάνω σε υποστρώματα χαλκού.Στο 1ο κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή στους βασικούς νόμους του μαγνητισμού, ενώ στο δεύτερο αναλύεται η μαγνήτιση της ύλης και αναφέρονται τα χαρακτηριστικά της μεγέθη. Στο κεφάλαιο 3 αναφέρονται οι βασικές κατηγορίες και ιδιότητες μαγνητικών υλικών. Στο 4ο κεφάλαιο περιγράφονται οι κυριώτερες μαγνητικές ιδότητες όπως μαγνητική υστέρηση, μαγνητικός κορεσμός και μαγνητοελαστικότητα με έμφαση να δίνεται στα σιδηρομαγνητικά υλικά. Στο 5ο κεφάλαιο προσεγγίζεται το φαινόμενο της μαγνήτισης με βάση τη θεωρία των μαγνητικών περιοχών.Στο 6ο κεφάλαιο αναφέρονται οι βασικές αρχές και διαδικασίες παραγωγής για ηλεκτρολυτικές επικαλύψεις και ιδιαίτερα για επικαλύψεις νικελίου και κραμάτων αυτού, όπως τα δημοφιλή ηλεκτρολυτικά φιλμ σιδήρου - νικελίου. Στο κεφάλαιο 7 περιγράφεται η διαδικασία παρασκευής υμενίων σιδήρου - νικελίου (permalloys) στο εργαστήριο. Στο 8ο και 9ο κeφάλαιο περιγράφονται οι σημαντικότερες μέθοδοι μαγνητικών μετρήσεων, και εκτενέστερα οι αισθητήρες fluxgate. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στα λειτουργικά χαρακτηριστικά των fluxgate τύπου Θέσης - Παλμού. Τέλος, στο κεφάλαιο 10 περιγράφονται τα δομικά χαρακτηριστικά και η διαδικασία κατασκευής του αισθητήρα. Επίσης αναλύεται το ηλεκτρονικό κύκλωμα που σχεδιάσθηκε με βάση την αρχή λειτουργίας του αισθητήρα και παρατίθενται οι πίνακες μετρήσεων και τα αντίστοιχα διαγράμματα της συνάρτησης μεταφοράς του μαγνητομέτρου.