Fluxgate tipi hassas magnetik sensör tasarımı
A sensitive fluxgate magnetic sensor design
Yazar: İLKER YAĞLIDERE
Danışman: PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akım = Current ; Doğrusalsızlık = Nonlinearity ; Gürültü = Noise ; Manyetik alanlar = Magnetic fields ; Sensörler = Sensors

Özet:
Bu çalışmada çok yüksek duyarlılığa ve düşük güç tüketimine sahip olan üç yönlü akım çıkışlı bir fluxgate sensör sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem sensörden alınan akım bilgisini magnetik alan ile orantılı bir gerilime çeviren analog işaret işleme devresi ile statik ve düşük frekanslı nT ve µT şiddetindeki magnetik alanları ölçebilmektedir. Sisteme ait sensörler literatürdeki 40 A/T duyarlılığa sahip sensörlerden farklı olarak 800 A/T duyarlılığa sahiptir ve ölçüm sargıları yalnızca 36 sarıma sahiptir. Tasarlanan sistem +5 V ve -5 V olmak üzere iki adet DC besleme gerilimi ile çalışmaktadır. +5 V beslemeden 19 mA, -5 V beslemeden ise 2.5 mA akım çekilmektedir. Sistem herhangi bir kompanzasyon sargısı ve sistem geribeslemesi içermemesine karşın 10 µT şiddetindeki alanlara kadar doğrusal olarak ölçüm yapabilmektedir. Sisteme geribesleme eklenerek birkaç 100 µT genliğe kadar olan magnetik alanların da ölçülebilmesi mümkündür.Çalışma ile fluxgate tipi sensörlerin milli imkanlarla üretilebilmesi için gerekli teorik altyapı ve çeşitli bilgiler ayrıntılı olarak verilmiştir. Ayrıca tasarımcılara yol göstermesi açısından örnek bir sistem tasarlanmış ve ölçüm sonuçları verilmiştir.Tasarlanan sensöra)Uzay araştırmaları,b)Yer belirleme uygulamaları,c)Nesne tanıma uygulamaları,d)Hassas elektronik pusulalar,e)DC ve AC elektrik akımının çok hassas olarak ölçülmesi,f)Arkeolojik araştırmalar,g)Jeolojik çalışmalar,h)Maden yataklarının ve çeşitli minerallerin havadan tespit edilmesi,i)Kayaç mekanizmalarının incelenmesi,j)Magnetik iz tespiti (denizaltı, gemi, vs),k)Magnetik iz giderimi sistemleri,l)Dünyanın magnetik alanının ölçülmesigibi birçok alanda kullanılabilir.

Abstract:
In this study, triaxial short-circuited fluxgate sensor system with high sensitivity and low power consumption is designed. It can measure static and low frequency nT and µT magnetic fields via an analog signal processor network. The sensors in the system have 800 A/T sensitivity differently from the other sensors with 40 A/T sensitivity in the literature. The system operates with two supply voltages in the values of 5 V and -5 V. It consumes 19 mA at 5V supply and 2.5 mA at -5 V supply. The system can measure up to 10 µT field although it has no compensation windings or any other feedback system. It is also possible to measure fields up to several 100 µT by adding a feedback network to the system.This study gives the theoretical background and various information in detail to design fluxgate sensors by national means. Moreover an example sensor system is designed and the measurement results are stated.The designed sensor system can be used in various areas such asa)Space research,b)Location applications,c)Identification applications,d)Precise electronic compasses,e)Precise AC and DC current measurement applications,f)Archeological research,g)Geological research,h)Location of mineral deposits,i)Rock mechanism analysis,j)Magnetic track recognition (submarine, ship, etc),k)Degaussing systems,l)Earth field measurement.