„Magnetométer” változatai közötti eltérés

Az okostelefonokba, mint például az [[iPhone]]-ba is építenek magnetométert digitális iránytű gyanánt, de az általuk szolgáltatott adat csak tájékoztató jellegű, kombinálva az aGPS és a térképadatokkal segítheti a felhasználót a tájékozódásban.<ref>{{cite web |url=http://szifon.com/2014/12/21/mire-jok-az-okostelefonok-szenzorai-valosideju-magneskovetes-iphone-nal/ |title=Mire jók az okostelefonok szenzorai – valós idejű mágneskövetés iPhone-nal |accessdate=2019-02-24 |author=H2CO3 |date=2014-12-21 |publisher=szifon.com |language=magyar}}</ref> A hall szenzorok már régóta használatban vannak, nagy mennyiségben gyártják az ipar számára, állandómágnesek, elektromágnesegelektromágnesek dataktálásáradetektálására, illetve az analóg változatukat egyenáramú áramtranszformátorok számára. Magnetométerként történő alkalmazásukat alacsony érzékenységük nem teszi lehetővé. A típikusTipikus érzékenységük mT nagyságrendű. Összehasonlításképpen a Föld mágneses tere Budapesten {{szám|48800&nbsp;|nT}}, mely évente mintegy 50&nbsp;nT-t változik, ráadásul ezt a mező erővonalai erősen lefelé mutatnak, mivel a vizszintesvízszintes összetevője {{szám|21250&nbsp;|nT}}, míg a függőleges összetevője {{szám|43950&nbsp;|nT}}.<ref>{{cite web |url=https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/calculators/magcalc.shtml#igrfwmm |title=Magnetic Field Calculators |accessdate=2019-02-24 |publisher=NOAA - National Centers for Enviromental Information |language=angol}}</ref> A korszerű MEMS technológiával készített magnetorezisztív érzékelők érzékenysége már elegendő a Föld mágneses terének durva méréséhez, így ezekből könnyen lehet olcsó elektronikus iránytűket gyártani. A telefonok gyártásánál pedig az a fő szempont, hogy olcsó alkatrészekből épüljenek fel. Így egyhamar nem várható, hogy ezek váltsák le a fegyverekben, navigációs rendszerekben, műholdakon és műszerekben használt precíziós elektronikus iránytűket.

Az elektronika elterjedése előtt használatosak voltak még az analóg elektromos műszerehezműszerekhez hasonló felépítésű elektrodinamikus magnetométerek is, ahol egy kellően kis méretű, [[elektromos áram|áramjárta]] vezető keretet használtak, mely minden irányban könnyen el tud fordulni. A [[mágneses mező]] a magnetométerre [[forgatónyomaték]]ot (M) gyakorol, amely ennek hatására beáll egy egyensúlyi helyzetbe. A forgatónyomaték akkor maximális, amikor a magnetométer síkja erre az egyensúlyi helyzetre merőleges. A maximális nyomaték nagysága függ a [[mágneses mező|mágneses tér]] erősségétől.<ref>{{cite web |url=http://geophysics.elte.hu/magneses1.pdf |title=Földmágneses kutatómódszer |accessdate=2012-11-18 |publisher=ELTE - Geofizikai és Űrtudományi Tanszék |language=magyar}}</ref>

A magnetométereknek két csortjacsoportja van:

* ''Skalár magnetométerek''. Ezek az erővonalak irányától függetlenűlfüggetlenül a teljes mágneses indukciót mérik. Tipikus alkalmazásuk egy adott terület geofizikai feltérképezése, illetve a Föld mágnesességének egy adott helyen történő megfigyelése.

* ''Vektor magnetométerek''. Ezeket a műszereket elsősorban a navigációs rendszerek részeként használják, de használatos még kutató fúrások tájolásánál[[tájolás]]ánál, illetve ferdítésük mérésénél is. Lehetőség van a teljes mágneses indukció meghatározására is, amennyiben a szenzorokat XYZ koordináta-rendszer tengelyei szerint elrendezve mégzettvégzett mérés eredményéből ezt a vektoralgebra segítségével kiszámoljuk.

Egy adott terület mágneses felmérése során legalább két műszert kell használni. Mivel a feltérképezés hosszú időt vesz igénybe, ami alatt a Föld mágneseesmágneses tere folyamatosan változik, ezért az egyik magnetométer a mérés során állandó helyen van. Így ez a műszer a Föld mágneses terének változásait regisztrálja. Ennek a műszernek a neve a Base-Mag. A másik, vagy a többi műszerrel elvégzik a terület szkennelését. Ezeknek a műszereknek a mérési eredményei magukba foglalják a mérés helyének anomáliáit és a Föld mágneses terének változását is. A műszereket a mérés kezdetekor összeszinkronizálják, hogy egyidőben vegyenek mintát. Az adott terület anomáliáit az összetartozó minták külömbségeikülönbségei mutatják meg.

[[File:IV curve.jpg|thumb|Balra: A SQUID szenzor gerjeszőáramagerjesztőárama és kimenő feszültsége közti kapcsolat. A felső görbe a mágneses tér <math>n \cdot \Phi_0</math> állapotát, míg az alsó görbe a <math>n+\frac{1}{2} \cdot \Phi_0</math> állapotát mutatja. Jobbra: A SQUID szenzor kimeneti feszültségének priódikusperiódikus változása a fluxus függvényében. Egy periódus a quantum fluxus, <math>\Phi_0</math>.]]

Felépítését tekintve egy szupravezetőbölszupravezetőből készült gyűrű, mely Josephson átmenettel van megszakítva. A Josephson átmenete egy vékony szigetelőréteg a két szupravezető között, melyen alagúteffektussal jutnak át a töltéshordozok. [[Nióbium]] szupravezető alkalmazása esetén az átmenet tipikusan Al₂O₃-ból készül és a vastagsága ~10&nbsp;[[Ångström|Å]].<ref name=MIT>{{cite web |url=http://web.mit.edu/6.763/www/FT03/Lectures/Lecture11.pdf |title=Lecture 11: Basic Josephson Junctions |accessdate=2019-02-24 |date=2003-10-09 |publisher=[[Massachusetts Institute of Technology]] |language=angol}}</ref>

A SQUID szenzoron konstans áramot átfolyatva, a kapcsain mérhető feszültség a belsejében mérhető mágneses fluxus függvénye. A fluxus és a kimeneti feszültség közti kapcsolat nem lineáris, hanem a fluxus növekedésével a feszültség periódikusan hol növekszik, hol pedig csökken. Ebből adódik az érzékenysége, mert kis fluxusváltozás nagy kimeneti jelváltozást idéz elő. Egyben ez hátrányt is jelent, ha nem változást, hanem abszolút érteket akarunk mérni, de erre is léteznek méréstechnikai trükkök. A két azonos kimeneti feszültség közti fluxuskülömbségetfluxuskülönbséget nevezik ''quantum fluxusnakfluxus''nak.